做电池如烹小鲜!华理吴永真:器件减肥才能长寿,自我提升才能高效!

AFM文章

2022年4月5日,华东理工大学吴永真教授等人在Advanced Functional Materials杂志上发表一篇文章‘Stable α-FAPbI3 in Inverted Perovskite Solar Cells with Efficiency Exceeding 22% via a Self-Passivation Strategy’。

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器件减肥:吴永真教授等人发现采用非常薄的单分子自组装层(SAM)——MeO-2PACz分子,比传统的PEDOT、NiO、PTAA空穴传输层都好,MeO-2PACz 用量只有1mg/mL,所制备的膜厚度非常薄,并且器件‘减肥’有一定经济效益
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MeO-2PACz中含有磷酸基团能钝化界面,所制备的器件缺陷密度比传统空穴传输层更少,可以有效提高薄膜的热稳定性,这说明钙钛矿底部层对稳定性也至关重要
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自我提升:将氯化甲胺(MACl)添加到前驱液中来促进黑相的FAPbI3钙钛矿薄膜的形成,但是残留的MACl会导致非辐射复合增加,降低开路电压。额外加入原料PbI2,可以有效地解决这个问题,多余的PbI2会和钙钛矿形成Type-I的异质结构,能够有效钝化晶界,降低电荷缺陷密度并延长载流子寿命。这说明微调某种原料就可能起到器件自我提升的效果,不失为一种设计实验的好方法。
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经过细致调控,额外添加5%的PbI2原料,能够实现22.13%的光电转化效率,并且800小时后还能保持92%的效率。
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人物介绍

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吴永真,华东理工大学-化学与分子工程学院,教授,博士生导师。
研究方向:新型太阳能转换材料与器件,主要包括:1)有机光电功能材料2)杂化钙钛矿太阳能电池。迄今在Science、Nature Energy、Angew. Chem. Int. Ed.、Chem. Sci.、Adv. Mater.、Energy Environ. Sci.等国内外学术期刊上发表论文。

2022年其它文章速递

1. Materials Today:低成本稳定的钙钛矿太阳能电池空穴传输材料  

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2. J. Mater. Chem. C:多功能界面材料助力实现高性能钙钛矿太阳能电池
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3. AFM:高效大面积倒置钙钛矿太阳能电池
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4. ACS Appl. Mater. Interfaces:空穴传输层设计实现高性能锡铅混合钙钛矿太阳能电池
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5. Chem. Commun.:无掺杂的空穴传输层材料用于Sb2(S,Se)3太阳能电池
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6. Chemical Engineering Journal:高填充因子的倒置钙钛矿太阳能电池
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小结:上述文章围绕空穴传输层展开,说明吴永真教授在空穴传输层结构设计及器件应用上积累了丰富的经验,并对化学合成有深厚的造诣。

参考资料

1. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202200174

2. https://chem.ecust.edu.cn/2018/0104/c6655a72710/page.htm
3. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468606921002689
4. https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2022/tc/d1tc05354j
5. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202109968
6. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.1c22659
7. https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2022/cc/d1cc07041j
8. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894722016345

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