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程明教授课题组在ACS Energy Letters发表最新研究成果
发布日期:2021-08-16   浏览次数:

  近日,我院程明教授课题组在能源权威期刊《ACS Energy Letters》(IF=23.101)报道题为“Interfacial Molecular Doping and Energy Level Alignment Regulation for Perovskite Solar Cells with Efficiency Exceeding 23% (ACS Energy Lett. 2021, 6 , 2690–2696)”的科研成果。江苏大学为第一完成单位,硕士生扬川苏为第一作者,程明教授为通讯作者。
钙钛矿太阳能电池(PSCs)在过去十年取得了飞速发展,光电转换效率(PCE)突破25%,极具商业化潜力。然而,钙钛矿内部及表界面存在着严重的缺陷,导致开路电压(Voc)损失严重,进而限制了电池性能的进一步提升;另一方面,空穴传输层成本较高,稳定性较差等问题,阻碍了它们在未来商业化中的大规模应用。

 
  本文作者通过对咔唑类空穴传输材料N-取代基及外围供体的有效调控,设计开发出结构简单、合成成本低廉的有机小分子空穴传输材料CZ-Py和CZ-As。研究发现,钙钛矿与CZ-Py和CZ-As呈现出阶梯式能级排布,有利于电荷的抽取与传输;此外,CZ-Py的引入,实现了钙钛矿表面p型掺杂,并有效钝化了钙钛矿表界面的缺陷,抑制电荷非辐射复合;同时,CZ-Py材料具有较强疏水性,有效防止钙钛矿与水汽/氧气的接触,抑制钙钛矿的降解。经优化,基于咔唑类有机小分子空穴传输材料CZ-Py、CZ-As的器件获得了23.5%的光电转换效率。本论文的研究成果为提升钙钛矿太阳能电池性能提供了新的思路,并在未来钙钛矿太阳能电池大规模制备以及商业化应用过程中,在空穴传输材料方面提供了更廉价的空穴传输材料。
  该工作获得了国家自然科学基金、江苏特聘教授、江苏省双创人才、江苏省六大人才高峰计划、江苏省自然科学基金、中国博士后科学基金、精细化工国家重点实验室开放基金等项目的资助。

 
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