交大再发Science论文！韩礼元教授团队最新研究成果构建稳定异质结结构提高钙钛矿太阳电池的稳定性

原标题：交大再发Science论文！韩礼元教授团队最新研讨效果：构建安稳异质结结构进步钙钛矿太阳电池的安稳性

具有优异的光电功用，却天然生成体魄“软弱”，这是光伏新星、钙钛矿太阳能电池所面对的“生长的烦恼”。

2019年8月16日，世界闻名学术期刊Science（《科学》）在线宣布了上海交通大学资料科学与工程学院韩礼元教授团队的研讨效果：“Stabilizing heterostructures of soft perovskite semiconductors”（《安定结构软弱的钙钛矿半导体异质结》）。

该研讨论文榜首作者为博士研讨生王言博，一起通讯作者为杨旭东教授和韩礼元教授。

不断打破钙钛矿电池难题

屡次宣布顶刊论文

韩礼元教授团队经过构建安稳异质结结构，在确保高功率的前提下，进步了钙钛矿太阳能电池在作业状态下的安稳性，对促进钙钛矿太阳能电池工业化进程起到重要效果。该研讨效果是韩礼元教授团队继2015年在Science期刊上宣布钙钛矿电池高功率研讨效果(Science, 2015, 350, 944)和2017年在Nature期刊上宣布钙钛矿大面积组件研讨效果(Nature, 2017, 550, 92)之后的第3篇尖端期刊论文，是在器材安稳性方面的又一个重要发展。

安定结构的钙钛矿异质结结构

完成电池稳态输出高功率

钙钛矿太阳能电池作为一种新式光伏技能，具有成本低、功率高的特色，现在世界最高光电转化功率纪录已达到25%。作为一种半导体异质结结构光电器材，钙钛矿太阳能电池经过钙钛矿光吸收层、电荷传输层等半导体资料组成的异质结结构来有用别离和提取光生电荷，完成由光能到电能的转化。可是，钙钛矿电池异质结结构并不安定，一旦异质结结构被损坏，电池功用就会明显下降。究其首要原因，在于由离子组成的钙钛矿半导体天然生成结构“软弱”，作业条件下受光照、电场、温度、水氧等效果的影响会发作很多结构缺点，导致半导体资料发作结构改动乃至分化；分化逃逸出来的离子还会进入到电荷传输层或许电极层，进一步损坏异质结的光电转化功用，构成全体器材功率的明显下降。因而，怎么安定钙钛矿太阳能电池中“软弱”的异质结结构，维护光生电荷的别离和提取进程，成为处理安稳性难题的一个重要研讨方向。

为处理上述安稳性问题，韩礼元教授团队规划制备了具有安定结构的钙钛矿异质结结构。该结构首要包括一层外表富铅钙钛矿半导体薄膜，并在薄膜外表堆积氯化氧化石墨烯薄膜，经过构成氯-铅键、氧-铅键将两层薄膜结合在一起。光学、电学等表征试验效果标明，该异质结结构安稳，能够有用削减钙钛矿半导体薄膜的分化和缺点的发作，一起也削减了逃逸离子对电荷传输层功用性的损坏。具有该异质结结构的钙钛矿太阳能电池，在一个规范太阳光光强和60℃条件下接连作业1000小时的后，依然保有初始功率的90%，并且电池的稳态输出功率经过了世界公认电池评测组织-日本工业技能归纳研讨所（AIST）光伏技能研讨中心的认证。

图A 富铅钙钛矿薄膜制备进程；图B 氯化氧化石墨烯覆盖于钙钛矿薄膜外表；图C,D,E 异质结结构中氯-铅键，氧-铅键构成；图F,G,H 安稳性表征：不同异质结结构，电荷传输层外表电势散布

未来展望

最新计算效果显现，我国研讨单位在钙钛矿太阳能电池范畴的效果数量已占全球总量的40%，标明我国已经成为钙钛矿太阳能电池研讨范畴的国家栋梁。韩礼元教授团队信任，在相关范畴科研作业者的一起努力下，跟着科学机理研讨的不断深入和技能工艺水平的不断进步，处理钙钛矿太阳能电池安稳性难题指日可下。我国是世界上最大的太阳能电池生产国，钙钛矿太阳能电池将极有可能在我国的大地上首要完成工业化。

该研讨团队的作业供给了一种经过构建安定的异质结来进步钙钛矿太阳电池安稳性的办法，向钙钛矿太阳能电池工业化迈出重要一步。该研讨得到国家自然科学基金（同意号：11574199，11674219，11834011）、上海市东方学者特聘教授项目赞助。

论文链接（点击文末“阅览原文”）：

https://science.sciencemag.org/content/365/6454/687

来历：交大资料科学与工程学院

作者：聂文洁、杨旭东

修改：刘美玉

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