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上海交大钙钛矿电池领域连获突破性进展【图】

来源:开云体育全站app下载   发布时间:2023-05-24 10:37nbsp;  点击量:

本文摘要:近日,上海交通大学环境科学与工程学院青年千人计划获得者赵新尤其研究员率领其可再生能源研究团队在高性能太阳能电池的制取与内在机理研究方面倒数获得突破性进展,先后在化学权威期刊《JournaloftheAmericanChemicalSociety》(SCI影响因子IF11.444),《JournalofPhysicalChemistryLetters》(SCI影响因子IF6.7)和《JournalofMaterialsChemistryA》(SCI影响因子IF6.6)上倒数公

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近日,上海交通大学环境科学与工程学院青年千人计划获得者赵新尤其研究员率领其可再生能源研究团队在高性能太阳能电池的制取与内在机理研究方面倒数获得突破性进展,先后在化学权威期刊《JournaloftheAmericanChemicalSociety》(SCI影响因子IF11.444),《JournalofPhysicalChemistryLetters》(SCI影响因子IF6.7)和《JournalofMaterialsChemistryA》(SCI影响因子IF6.6)上倒数公开发表4篇高效率钙钛矿太阳能电池涉及研究论文,这些原创性研究成果日后公开发表即受到业界的普遍注目。  当前市场上主流的太阳能电池一般来说为光伏硅电池,该种电池用于的晶体硅,生产工艺简单,生产成本较高,能耗较小。而近期异军突起的钙钛矿太阳能电池则使用廉价的铅、卤素及胺盐,这些原料在地球上储量极其丰富,大大降低了太阳能电池制作成本。

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同时,钙钛矿太阳能电池制作技术非常简单,只需将制备的钙钛矿液体涂刷在半透明的导电基片上,通过掌控钙钛矿制取的条件来掌控吸取的太阳光光谱,从而超过掌控电池的光电效率和透明量之间的均衡。同时,钙钛矿太阳能电池薄膜可以制取成色彩斑斓的太阳能电池片,未来将会作为装饰材料用作建筑行业,这样既使建筑物减少了美感和艺术气息,又构建了清洁能源的利用。钙钛矿太阳能电池制作过程类似于胶片涂刷,操作者非常简单,便于大规模生产。

因其成本低、效率高等明显优势沦为近两年全球太阳能电池领域的研究热点。  钙钛矿太阳能电池研究的一个难题是如何取得倒数、颗粒的高质量的铅卤钙钛矿薄膜层。上海交大可再生能源研究团队创造性的将CH3NH3Cl作为形貌掌控剂,顺利制取出有平滑颗粒的钙钛矿层,解决问题了这项关键技术难题。

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该添加剂可同时转变复涂抹钙钛矿的晶体生长并且调整所产钙钛矿膜的形貌,这种新方法解决问题了常规的一步法钙钛矿薄膜结晶过程对温度、湿度拒绝严苛且耗时宽的缺点,同时解决问题了两步法前驱体中碘化铅残余等物质对电池效率的不良影响。通过平滑颗粒的钙钛矿层制取的高质量的混合型铅卤钙钛矿CH3NH3PbI2Br的光电转化成效率超过国际领先水平,涉及成果公开发表在国际权威期刊J.Am.Chem.Soc.(DOI:10.1021/ja5071398)和J.Mater.Chem.A(DOI:10.1039/C4TA05384B)上。  钙钛矿太阳能电池研究中另外一个亟需开发利用的问题是钙钛矿薄膜中碘化铅残余对于太阳能电池性能的影响。

有数一些研究成果指出,碘化铅的不存在对于电池的效率不存在不良影响,而另外一些文献报导则表明碘化铅对太阳能电池的效率有促进作用。为了解探究其内在机制,上海交大可再生能源研究团队利用飞秒激光超快光谱对钙钛矿电池的电子静脉注射展开研究,证明在一定情况下少量碘化铅的不存在不利于电池效率的提高。这一研究成果为今后铅卤钙钛矿太阳能电池的杂质调控获取了指导性的建议,涉及研究成果公开发表在权威期刊J.Am.Chem.Soc.(DOI:10.1021/ja504632z)上。

  上海交大可再生能源研究团队自正式成立以来仍然受到学校、学院的大力支持,很快构建了一流平台建设,取得来自国家自然科学基金、国家青年千人资助计划和学校985工程三期项目的资助,并与美国可再生能源国家实验室、凯斯西储大学等国际机构和大学积极开展密切的科研合作。除钙钛矿太阳能电池研究之外,该团队也同时展开环境功能光电材料上的研究。该团队期望需要和交大的其他科研团队大力展开钙钛矿太阳能电池的合作,联合为创立绿色能源的美好未来而希望。


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