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化学院周忠敏团队在钙钛矿太阳电池领域取得系列进展

作者:周忠敏 审核:王德宝 张岩 来源:化学院 编辑:刘涛   点击: 日期:2023-10-27

课题一:通过化学聚合-化学螯合抑制稳定钙钛矿太阳电池的离子迁移

近年来,钙钛矿太阳能电池发展迅速,但是它固有的不稳定性仍然是阻碍其广泛应用的一个重大障碍。钙钛矿太阳电池的长期稳定性受到钙钛矿内离子迁移的影响,这主要是由水分、热、光等多种刺激引起的。在钙钛矿晶界或表面上的各种陷阱和空位(如有机阳离子产生的空位)是离子迁移的途径。许多策略(添加剂工程、复合工程和界面工程)已被应用于减轻离子迁移和提高器件的稳定性。有机小分子被广泛研究用于钝化缺陷和抑制碘离子的迁移。然而,小分子受到挥发性高、扩散系数大、分布不均匀的限制。因此,实现高效和长期稳定的钙钛矿太阳能电池仍然是一个重大的挑战。

周忠敏团队于20231025日在国际知名期刊Angewandte Chemie上发表题为“Inhibiting Ion Migration Through Chemical Polymerization and Chemical Chelation Toward Stable Perovskite Solar Cells ”的文章。引入可聚合分子N-氨基甲酰基-2--2-基戊-4-烯酰胺(Apronal)。在高温和交联引发剂的作用下,Apronal通过末端碳碳双键完全化学交联,在钙钛矿晶界(GBs)和薄膜表面形成一个强大的聚合物网络(P-Apronal)。通过氢键和配位相互作用的结合锚定有机成分抑制了离子迁移和钝化PbI相关缺陷。因此,钙钛矿太阳能电池的存储稳定性、热稳定性和操作稳定性都显著提高。

  本文第一作者为金沙唯一官方娱乐场化学院2021级硕士研究生张家康,周宏教授和周忠敏教授为通讯作者。

【文章链接】

Inhibiting Ion Migration Through Chemical Polymerization and Chemical Chelation Toward Stable Perovskite Solar Cellshttps://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202314106



课题二:热交联富F聚合物抑制可持续钙钛矿太阳能电池和模块的铅泄漏

雨水、高温等因素会导致严重的铅泄漏,有毒的铅积累对人类的健康和环境构成了严重的威胁。然而,无铅和部分铅取代的钙钛矿材料的器件效率和稳定性较差。因此,纯铅基钙钛矿材料仍然是获得高效、稳定的钙钛矿太阳能电池的最佳保证。在无法成功消除铅的前提下,想要保持高效率和稳定性,尽量减少铅的泄漏是至关重要的。

为此,周忠敏团队于202368日在国际知名期刊Angewandte Chemie上发表题为“Thermally Crosslinked F-rich Polymer to Inhibit Lead Leakage for Sustainable Perovskite Solar Cells and Modules”的文章。该文章提出了通过热交联形成聚合物的策略,羰基锚定钙钛矿中未配位的Pb2+,减少铅的泄漏。同时通过钝化内部Pb相关和I相关缺陷调节钙钛矿膜的结晶,降低陷阱密度,释放晶格应变,促进载流子的运输和提取。进而获得高性能高稳定的低铅泄漏的器件和大面积组件。

  本文第一作者为金沙唯一官方娱乐场化学院2021级硕士研究生张家康,王莉教授、高洪涛教授和周忠敏教授为通讯作者。

【文章链接】

Thermally Crosslinked F-rich Polymer to Inhibit Lead Leakage for Sustainable Perovskite Solar Cells and Moduleshttps://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202305221


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