成功将带隙为1.67 eV的宽带隙钙钛矿器件开电压提升至1.30 V
不变靠得住的宽带隙钙钛矿材料对于钙钛矿叠层太阳能电池手艺的成长至关主要。然而,宽带隙钙钛矿凡是采用多卤素组分,其空间分布容易呈现不均,进而正在光照下诱发相分手,严沉影响器件的机能取不变性。正在复杂组分系统中实现元素的平均分布、无效光致相分手和光电压,仍然面对严沉挑和。正在国际出名的无机敏化-钙钛矿电池范畴Michael Grätzel传授的指点下,郑立凯博士等另辟门,冲破保守基于因子的阳离子设想范式,钙钛矿薄膜材料的晶格应变,将尺寸小于因子下限的Rb+离子嵌入钙钛矿晶格中南昌证书制作,从而提拔元素分布的平均性,无效提高离子迁徙势垒,相分手的发生。研究团队通过Rb⁺离子的A位策略,成功将带隙为1.67 eV的宽带隙钙钛矿器件开电压提拔至1.30 V,创下该类器件的记载。同时,该策略显著了光致相分手现象,正在持续400分钟一个太阳光照前提下,表示出优异的光照不变性。多标准材料表征,阐了然Rb+正在改善钙钛矿薄膜面内以及面外标的目的上组分平均性中的焦点。进一步通过荧光量子产率测试,察看到Rb+大幅加强了宽带隙钙钛矿的准费米能级,了器件开电压的提拔机理。正在原位X射线、固态核磁表征和理论计较的支撑下南昌专业制作各种证件,研究了薄膜应变正在推进Rb+不变进入钙钛矿晶格A位的决定化。该项研究工做初次尝试证明尺寸小于因子下限的阳离子亦可通过应变调控体例不变嵌入钙钛矿晶格,刷新了对钙钛矿材料原则的理解。该发觉为钙钛矿薄膜组分工程供给了全新视角,并为后续建立高机能、长命命的光伏器件供给了理论根本取手艺支持,具有深远的科学意义取工程价值。该策略正在实现高开电压取持久不变性的同时,具备优良的材料兼容性和工艺性,可普遍合用于多种宽带隙钙钛矿系统,出格适合用于叠层太阳能电池的顶电池设想。将来无望鞭策钙钛矿叠层器件效率的持续冲破,并为高不变性、具有主要的财产化使用潜力。本文研究工做获得国度天然科学基金杰出研究群体项目赞帮。我校“低碳航空动力取绿色能源立异团队”博士生黄斌也参取了该项工做,宣益平易近院士为配合通信做者。郑立凯博士正在我校“低碳航空动力取绿色能源立异团队”攻读博士学位期间,次要处置钙钛矿-硅太阳能电池耦合系统的光子办理取设想方式研究。从太阳能的捕捉、传输、婚配和转换全过程出发,立异提出了钙钛矿-硅V型耦合系统构型,实现了27.6%的光电转换效率,达到国际先辈程度。博士结业后,郑立凯获得学校教育成长基金会赞帮,赴洛桑联邦理工学院开展博士后研究,插手钙钛矿范畴国际巨子Michael Grätzel传授(欧洲科学院院士、中国科学院外籍院士)研究团队。郑立凯博士连结取团队密符合做,正在Grätzel传授指点下,聚焦宽带隙钙钛矿材料的不变性研究,通过跨学科协做宽带隙钙钛矿光电压难题,最终取得此项冲破性。目前,他以第一/通信(含配合)做者身份正在Science、Nat. Photonics、J. Am. Chem. Soc.、J. Mater. Chem. A、Appl. Energ.等期刊颁发了SCI论文9篇。

