近日,山東大學化學與化工學院于偉泳教授聯合魯東大學張樹芳教授,在鈣鈦礦太陽能電池(PSC)研究中取得重要進展,提出了一種通過水相原位聚合鏈纏結凝膠SnO2結構作為電子傳輸層,提升PSC光電轉換效率效率和鉛吸收能力的新策略。相關研究成果以“A Chain Entanglement Gelled SnO2 Electron Transport Layer for Enhanced Perovskite Solar Cell Performance and Effective Lead Capture”為題,發表在國際期刊Advanced Materials上。山東大學化學與化工學院博士研究生周禹辰、何正言為共同第一作者。 


圖1. 水相自聚合的DAES與LiCl結合,引入PVP后構建鏈纏繞凝膠結構
PSC在電子傳輸層的設計和優化方面一直面臨挑戰。研究團隊提出了一種方法,將3-[[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]二甲基銨]丙烷-1-磺酸(DAES)在水相中的自聚合、LiCl的催化作用與鹽析效應結合,并引入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作為鏈纏結結構的聚合物鏈,從而構建了鏈纏結網絡凝膠(圖1)。基于此,采用化學浴沉積法,通過水相原位聚合成功制備了鏈纏結凝膠SnO2(G-SnO2),并將其應用于PSC中的電子傳輸層。

圖2. 基于G-SnO2的PSC實現器件性能與鉛吸收能力的提升
基于這一新型G-SnO2結構的PSC展現出24.77%的功率轉換效率,并且在2100小時的空氣暴露后,保持了83.3%的初始效率。研究還發現,G-SnO2能夠給出更多的C=O和S=O活性位點,從而顯著增強鈣鈦礦層的鉛吸收能力(圖2)。這一策略為提升鈣鈦礦太陽能電池的性能和穩定性提供了新方向,展示了G-SnO2結構在高效穩定器件中的巨大潛力。
上述研究工作得到國家自然科學基金和山東大學-慕爾斯鈣鈦礦聯合實驗室的資助。
版權與免責聲明:1.凡本網注明“來源:化工機械設備網”的所有作品,均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-興旺寶合法擁有版權或有權使用的作品,未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的,應在授權范圍內使用,并注明“來源:化工機械設備網”。違反上述聲明者,本網將追究其相關法律責任。 2.本網轉載并注明自其它來源(非化工機械設備網)的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網贊同其觀點或和對其真實性負責,不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時,必須保留本網注明的作品第一來源,并自負版權等法律責任。 3.如涉及作品內容、版權等問題,請在作品發表之日起一周內與本網聯系,否則視為放棄相關權利。
相關新聞
-
《自然》發文!西安交大在鈣鈦礦太陽能電池研究領域取得重大突破
如何在保持高轉換效率的同時,確保電池的長期穩定性,始終是制約鈣鈦礦太陽能電池商業化應用的重大挑戰。- 2025-01-20 11:43:33
- 16946
-
鹵化物鈣鈦礦由于其軟晶格和相對較弱的鍵,在太陽能電池運行過程中容易降解,即使通過封裝來隔離水分和氧氣,鈣鈦礦在熱、光照和電場下的不穩定性仍然是商業化之前需要解決的關鍵問題。
- 2025-01-20 11:43:33
- 19877
-
廣州能源所等在缺陷鈍化機制與柔性鈣鈦礦太陽能電池研究中獲進展
鈣鈦礦表面和晶界處的陷阱狀態是柔性鈣鈦礦太陽能電池(FPSC)進一步商業化的主要障礙之一。- 2025-01-20 11:43:33
- 273
昵稱 驗證碼 請輸入正確驗證碼
所有評論僅代表網友意見,與本站立場無關