东华大学张青红教授/九州大学吴天昊博士最新Advanced Materials：具有全生命周期管理的空气制备高效钙钛矿太阳能电池

百科 2024-10-27 23:06 北京

近年来，钙钛矿太阳能电池由于光电转换效率的迅猛提升而备受关注，最高认证效率已经达到26.7%。然而，在其商业化和实际应用道路上仍有许多阻碍亟待解决，例如严苛制备环境、稳定性和铅毒性等。鉴于此，2024年10月25日东华大学纤维材料改性国家重点实验室张青红团队于国际知名学术期刊《Advanced Materials》刊发通过生物衍生甲壳素聚合物实现空气制备钙钛矿光伏的全生命周期管理。借助聚合物与碘化铅和有机胺盐所产生的配位键和氢键作用，两步法所用前驱体溶液得到显著优化及稳定性提升，有效改善后续钙钛矿薄膜空气结晶过程。相应空气制备器件最佳光伏效率达到25.18%，并且基于ISOS-LC-1准则昼夜循环32次之后能够保持最初效率的92%。此外，聚合物对钙钛矿的内封装作用使得铅泄露过程得以有效抑制，废弃器件几乎不会造成环境污染和危害生物安全。经过再回收碘化铅前驱体所制备的器件仍展现理想的光伏性能。因此，此工作为实现空气制备高效、稳定及可持续钙钛矿光伏提供有效借鉴。

钙钛矿太阳能电池是先进功能材料课题组（https://pilab.dhu.edu.cn/afmg/）的主要研究方向之一，前期开展了阴离子稳定钙钛矿前驱体墨水(Adv. Energy. Mater., 2024, 14, 2303666. https://doi.org/10.1002/aenm.202303666, Back Cover)、原位聚合内封装抑制钙钛矿光伏铅泄露(Adv. Funct. Mater., 2023, 33, 2302270. https://doi.org/10.1002/adfm.202302270)、“All-in-one”钙钛矿光伏添加剂工程(Chem. Eng. J., 2023, 452, 139345. https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.139345; Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2021, 233, 111400. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2021.111400)、MXene用于钙钛矿晶粒工程的研究(Chem. Eng. J., 2023, 469, 143862. https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.143862; Chem. Eng. J., 2021, 417, 127912. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.127912)、可生物降解柔性太阳能电池(Adv. Energy Mater., 2020, 10, 2001185. https://doi.org/10.1002/aenm.202001185)等工作，为钙钛矿电池将来的技术发展与应用进行了探索。

钙钛矿太阳能电池

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