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我院赵媛媛老师及其团队在Advanced Energy Materials发表钙钛矿电池研究成果

发布时间:2024年09月11日 11:53点击:

高质量钙钛矿(PVK)薄膜对于制备高效稳定的钙钛矿太阳能电池(PSC)至关重要。PVK悬浮液中不稳定的胶体颗粒会阻碍形成低缺陷密度的晶体薄膜。

针对这一共性关键科学问题,本工作利用乙二胺四乙酸(EDTA)作为胶体稳定剂引入碘化铅(PbI2)胶体中,通过EDTAPb2+螯合,增强了胶体粒子之间的静电排斥和空间位阻。这既稳定了胶体粒子,又抑制了粒子的无序运动(布朗运动)和过度聚集,最终形成了具有均匀空穴分布的PbI2薄膜,为后续的PVK薄膜生长提供了充足的空间。在薄膜形成过程中,碘化甲脒(FAI)和EDTA对分子的取代减缓了结晶速度,最终导致PVK薄膜具有大晶粒尺寸和低缺陷密度。通过这一通用技术,基于FA0.945MA0.025Cs0.03Pb(I0.975Br0.025)3FA0.97Cs0.03PbI3的有机-无机杂化钙钛矿太阳电池分别实现了25.19%24.05%的光电转换效率,全无机CsPbBr3钙钛矿电池也获得了11.08%的高效率。

相关研究成果以“Colloidal Stabilizer-Mediated Crystal Growth Regulation and Defect Healing for High-Quality Perovskite Solar Cells”为题发表在材料领域顶级期刊Advanced Energy Materials(中科院一区Top,影响因子:24.4)上,硕士生信哲为本文的独立第一作者,储能学院赵媛媛和化工学院唐群委为共同通讯作者。

这项工作得到了国家自然科学基金(62104136, 22179051, 52104258)、山东省自然科学基金(ZR2021ME016)、山东省青创团队(2022KJ218)、中国博士后基金(2023M732104)等项目的资助。

论文链接:https://doi.org/10.1002/aenm.202403018