近期,best365官網環(huán)境催化與污染控制團隊在鈣鈦礦光伏領域取得重要進展,相關研究成果分別在中科院1區(qū)TOP期刊《Chemical Engineering Journal》以及《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》上發(fā)表。相關工作受到國際權威光伏媒體雜志PV magazine的關注與報道,并得到了國家自然科學基金、湖南省自然科學基金和湖湘青年英才荷尖人才項目的支持。

針對反式鈣鈦礦光伏器件中的界面損失問題,團隊原創(chuàng)性的合成了鉛碳負離子復合物作為FA0.9Cs0.1PbI3鈣鈦礦薄膜的新型鈍化材料。碳負離子與富鉛鈣鈦礦表面形成的強Pb-C-鍵可以起到穩(wěn)定鈣鈦礦層并且減少薄膜缺陷的作用,從而提高器件的光伏性能。最終器件具有較高的開路電壓(1.17 V)和較小的電壓損失(0.38 V),實現了高達25.16%的光電轉換效率,并且具有優(yōu)異的操作穩(wěn)定性。研究成果以“Lead carbanion anchoring for surface passivation to boost efficiency of inverted perovskite solar cells to over 25%”為題在國際著名期刊《Chemical Engineering Journal》(中科院工程技術一區(qū)top期刊,IF:13.3)上發(fā)表。best365官網材料與化工學院胡金龍博士為論文第一作者。

此外,鈣鈦礦前驅體溶液的基礎化學研究對于精確調控鈣鈦礦薄膜晶體的形貌和尺寸至關重要。基于此,團隊通過在CsPbI2Br鈣鈦礦前驅體溶液中引入少量4,4'-二羥基聯苯來進行膠體尺寸的調控,從而制備出均勻且無針孔的無機鈣鈦礦薄膜。得益于4,4'-二羥基聯苯與CsPbI2Br之間的氫鍵作用,鈣鈦礦薄膜實現了有序的晶體生長,從而形成具有較大的晶體尺寸以及載流子缺陷顯著減少的吸光活性層。最終,基于無機CsPbI2Br太陽能電池的光電轉換效率高達16.86%,同時具有1.38 V的高開路電壓。此外,與對照組相比,未封裝的器件在環(huán)境中展現出更為優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和抗紫外特性。研究成果以“Flattening of the Cratered Inorganic Perovskite Film via Precursor Engineering for CsPbI2Br Solar Cells with 16.86% Efficiency”為題在國際知名期刊《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》(中科院一區(qū)Top,IF=7.1)發(fā)表。best365官網材料與化工學院胡金龍博士為論文第一作者。
上述研究成果,對于提升best365官網化學工程與技術省級應用特色學科和環(huán)境催化與廢棄物再生化湖南省重點實驗室的學術影響力,服務我省新型綠色能源產業(yè)鏈高質量發(fā)展具有積極推動作用。
(審核:劉洞波 徐粵宇 楊歡)





