中国科学院化学研究所宋延林课题组在分子诱导应力调节钙钛矿太阳能电池取得系列进展
学术
2024-09-14 16:19
北京
钙钛矿薄膜制备过程中残余应力以及不可避免的缺陷导致紫外线极易降解钙钛矿材料，降低了钙钛矿太阳能电池的效率及稳定性，限制了钙钛矿光伏的产业应用。在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下，化学所绿色印刷院重点实验室宋延林课题组利用具有紫外异构功能的分子，作为钙钛矿的“防晒霜”引入钙钛矿太阳能电池活性层，不仅可以保护钙钛矿太阳能电池免受紫外线损伤降解，还可以在紫外光照射下通过分子间构型转变钝化缺陷（Angewandte Chemie-international Edition,2021,60,8673-8677.）；进一步提出分子互变异构持续紫外防护的策略，制备了具有可持续紫外线光稳定的钙钛矿模组（ACS Energy Letters,2022,7,3646-3652.）。
最近，该课题组提出了一种分子诱导应变调节和界面钝化策略用于提高钙钛矿太阳能电池的效率和光稳定性。他们利用6-溴香豆素-3-羧酸乙酯（BAEE）的环加成反应消耗紫外光，从而抑制薄膜的残余拉伸应力。同时，BAEE可以与氧化镍形成键合促进钙钛矿的生长和界面缺陷的钝化，最终获得了26.08%的认证效率，开路电压（Voc）达1.201 V，同时有效降低了开路电压损失（0.342 V），显著提升了器件的长期稳定性（连续365 nm紫外照明：N2中T90 > 110 h，环境空气中T90 > 6 h；在100 mWcm-2条件下的连续LED白光照射：T90 > 1000 h），为提高钙钛矿光电转换器件的效率与稳定性提供了新策略。相关研究成果近日发表于Joule期刊（Joule, 2024, DOI: 10.1016/j.joule.2024.08.003）。第一作者是陶明全博士生与汪洋副研究员，通讯作者是宋延林研究员与汪洋副研究员。![]()
