柔性钙钛矿太阳能电池(F-PSCs)因其柔韧性和高比功率密度而显示出巨大的潜力,但其性能经常因低温下钙钛矿结晶不理想所影响,探究低温下柔性钙钛矿结晶动力学来制备高性能柔性钙钛矿太阳能电池依然具有挑战性。
近日,公司赵奎教授团队开发了一种配体辅助配位策略来控制钙钛矿在柔性衬底上的结晶动力学,结合长链双胺配体形成稳定的配体-钙钛矿配合物,改善钙钛矿成核和生长,从而产生高质量的薄膜。通过改变双胺配体中的杂原子取代,加强了配体与钙钛矿的配位亲和力,从而可以精确调节结晶行为。优化后的柔性太阳能电池在0.09 cm²尺寸上的功率转换效率为24.47%,在1.0 cm²尺寸上为23.16%,在更大的19.8 cm²尺寸上为17.21%,工作中展示了这些电池在智能交通应用中为自主系统提供动力的潜力。
总之,配体辅助配位策略的研究不仅揭示了分子配位对低温加工过程中钙钛矿结晶动力学的影响,而且为实现高性能、可扩展的柔性钙钛矿太阳能电池的生长优化提供了战略指导。相关研究工作以Crystallization control via ligand-perovskite coordination for high-performance flexible perovskite solar cells为题,发表在国际顶级期刊《Energy & Environmental Science》
该工作得到:国家自然科学基金(61974085)、国家大学研究基金(GK202201005)、111项目(B21005)、国家特聘教授计划项目(1110010341)、中央高校基本科研业务费(GK202304047)、西安市科学技术协会青年人才基金(959202413046)的支持。该论文的第一作者是公司硕士研究生陈鑫,硕士研究生蔡伟伦为共同第一作者,通讯作者是公司牛天启讲师、赵奎教授。
原文链接:https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2024/EE/D4EE02279C
配体辅助配位策略钙钛矿结晶示意图
配体辅助配位策略制备柔性钙钛矿太阳能电池性能及应用展示
撰稿:陈鑫 赵奎 审核:刘治科