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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點，為把我國建設(shè)成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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大連化物所等提出椅式能帶結(jié)構(gòu)調(diào)控?zé)o機鈣鈦礦材料光電性能新策略

2020-09-03 大連化學(xué)物理研究所

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語音播報

　　近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所薄膜硅太陽電池研究組研究員劉生忠團隊與陜西師范大學(xué)教授田慶文、博士王康等合作，在無機CsPbI₃太陽電池研究方面取得新進展，研發(fā)出具有椅式能帶結(jié)構(gòu)的無機太陽電池。

　　無機CsPbI₃材料因其高熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性，以及優(yōu)異的光電性能，在太陽電池領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。但是CsPbI₃薄膜界面與本體的載流子復(fù)合會導(dǎo)致能量損失，從而限制該類太陽電池光電性能的提升。同時，CsPbI₃電池對水汽敏感性是該材料商業(yè)化應(yīng)用的又一技術(shù)瓶頸。

　　為了提高無機鈣鈦礦電池光電性能以及環(huán)境穩(wěn)定性，研究團隊設(shè)計出一種椅式能帶結(jié)構(gòu)的CsPbI₃太陽電池，即在CsPbI₃吸收層上表面制備CsPbI₃量子點層，下表面制備苯基三甲基溴化銨（PMABr）薄層。CsPbI₃量子點層能夠減少與CsPbI₃微晶薄膜的晶格失配，并且作為空穴傳輸通道促進電子和空穴的分離。PMABr中的有機陽離子和Br元素的梯度摻雜，有利于CsPbI₃薄膜穩(wěn)定性的提升。這兩種鈍化材料不僅使CsPbI₃薄膜界面的禁帶寬度增加，抑制電子和空穴對的復(fù)合速率，而且更加匹配的能級結(jié)構(gòu)以及能帶的彎曲，可以促進電子和空穴對的分離與抽取?；谠摬呗?，研究人員將CsPbI₃鈣鈦礦電池的光電轉(zhuǎn)換效率提升至17.12%，開路電壓提升至1.15V，開壓損耗降低至0.53eV，這是該材料當(dāng)前所報道的較高的光電性能。此外，該電池的環(huán)境穩(wěn)定性也明顯提升。

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在Cell Reports Physical Science上。研究工作得到國家重點研究與發(fā)展計劃、中央高?；A(chǔ)研究基金、國家自然科學(xué)基金項目、111項目、長江學(xué)者創(chuàng)新團隊等的資助。

　　論文鏈接

大連化物所提出椅式能帶結(jié)構(gòu)調(diào)控?zé)o機鈣鈦礦材料光電性能新策略

　　近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所薄膜硅太陽電池研究組研究員劉生忠團隊與陜西師范大學(xué)教授田慶文、博士王康等合作，在無機CsPbI3太陽電池研究方面取得新進展，研發(fā)出具有椅式能帶結(jié)構(gòu)的無機太陽電池。
　　無機CsPbI3材料因其高熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性，以及優(yōu)異的光電性能，在太陽電池領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。但是CsPbI3薄膜界面與本體的載流子復(fù)合會導(dǎo)致能量損失，從而限制該類太陽電池光電性能的提升。同時，CsPbI3電池對水汽敏感性是該材料商業(yè)化應(yīng)用的又一技術(shù)瓶頸。
　　為了提高無機鈣鈦礦電池光電性能以及環(huán)境穩(wěn)定性，研究團隊設(shè)計出一種椅式能帶結(jié)構(gòu)的CsPbI3太陽電池，即在CsPbI3吸收層上表面制備CsPbI3量子點層，下表面制備苯基三甲基溴化銨（PMABr）薄層。CsPbI3量子點層能夠減少與CsPbI3微晶薄膜的晶格失配，并且作為空穴傳輸通道促進電子和空穴的分離。PMABr中的有機陽離子和Br元素的梯度摻雜，有利于CsPbI3薄膜穩(wěn)定性的提升。這兩種鈍化材料不僅使CsPbI3薄膜界面的禁帶寬度增加，抑制電子和空穴對的復(fù)合速率，而且更加匹配的能級結(jié)構(gòu)以及能帶的彎曲，可以促進電子和空穴對的分離與抽取。基于該策略，研究人員將CsPbI3鈣鈦礦電池的光電轉(zhuǎn)換效率提升至17.12%，開路電壓提升至1.15V，開壓損耗降低至0.53eV，這是該材料當(dāng)前所報道的較高的光電性能。此外，該電池的環(huán)境穩(wěn)定性也明顯提升。
　　相關(guān)研究成果發(fā)表在Cell Reports Physical Science上。研究工作得到國家重點研究與發(fā)展計劃、中央高?；A(chǔ)研究基金、國家自然科學(xué)基金項目、111項目、長江學(xué)者創(chuàng)新團隊等的資助。
　　論文鏈接
　　大連化物所提出椅式能帶結(jié)構(gòu)調(diào)控?zé)o機鈣鈦礦材料光電性能新策略
　　

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