我院程抱昌教授团队与德国Thomas Riedl教授团队在《自然通讯》杂志合作发表研究论文

发布时间:1970-01-01 08:00:00 点击:

我院程抱昌教授团队与德国Thomas Riedl教授团队在《自然×通讯》杂志合作发表研究论文

今年19日上线的《自然通讯》(Nature Communications)杂志上,发表了一篇我院程抱昌教授等为共同作者的研究论文。论文题目为Suppressed decomposition of organometal halide perovskites by impermeable electron-extraction layers in inverted solar cells,其主要内容是在钙钛矿太阳能电池反向器件中引入铝掺杂的氧化锌纳和氧化锡材料作为双层电子抽取层,以抑制钙钛矿的分解,保证器件的稳定性。

有机-无机杂化钙钛矿材料是当今能源材料研究中重大前沿领域之一。钙钛矿材料应用于光伏领域最早可追溯到1956年在BaTiO3中观察到的光电流效应。经过多年的深入研究,科学工作者们发现有机-无机卤素杂化钙钛矿太阳能电池具有较好的能带隙,可以吸收整个可见光谱内的光电子,非常适用于太阳能电池的光吸收活性层。基于有机-无机卤素杂化钙钛矿活性层的太阳能电池在近几年具有飞速的发展,器件的能量转换效率已经突破20%,然而在器件长时间的使用过程中,钙钛矿的分解给器件带来的不稳定性一直是研究者们担忧的问题。针对上述问题,论文作者采用铝掺杂的氧化锌和氧化锡材料作为双层电子抽取层,在潮湿和高温环境下为钙钛矿太阳能电池提供性能优异的弹性保护层,以降低钙钛矿材料在大气环境中的分解、阻隔钙钛矿材料与金属电极之间的反应、阻挡钙钛矿材料分解产物的挥发并促使分解反应逆向发展。论文的结果对于抑制光活性材的分解、优化光电器件的稳定性、提高器件的使用寿命具有重要的指导意义,所采用的制备方法也具有普适性,对有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池的商业化生产具有非常重要的参考价值。

作为材料领域顶级期刊之一,Nature Communications对论文质量要求非常严格。上述研究工作涉及大量的器件制备工作以及谨慎的重复性求证工作。论文投出后经过四个月的严格评审,最终于201611月获得期刊接收并于201719日上线公开发表。

该论文主要由我院程抱昌教授团队与德国伍珀塔尔大学电子器件研究所Thomas Riedl教授团队合作完成,论文第二作者赵婕为程报昌教授的博士研究生。该文是材料科学与工程学院积极推动对外合作、特别是研究生联合培养所取得的又一项突破性成果。

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