日前，太原理工大學(xué)新材料界面科學(xué)與工程教育部重點實驗室有機光電課題組郭鹍鵬教授團(tuán)隊和陜西師范大學(xué)新能源高等研究所劉治科教授團(tuán)隊合作，在提升鈣鈦礦太陽能電池界面研究領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展，研究以“24.64%-Efficiency MA-Free Perovskite Solar Cell withVOCof 1.19 V Enabled by a Hinge-Type Fluorine-Rich Complex”為題發(fā)表在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《Advanced Functional Materials》(影響因子19.924)。該論文的第一署名單位為太原理工大學(xué)，碩士研究生李芷君為論文第一作者，郭鹍鵬教授、陜西師范大學(xué)段玉偉博士后和劉治科教授為論文共同通訊作者。
鈣鈦礦太陽能電池作為一種新型太陽能電池，具有成本低、光電轉(zhuǎn)換效率高、制備條件溫和等優(yōu)點，受到科研界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。然而，鈣鈦礦太陽能電池中鈣鈦礦層/空穴傳輸層界面處的缺陷嚴(yán)重影響了電池的光電轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性。
圖2. CoFAc修飾界面過程及其修飾的鈣鈦礦太陽能電池性能
圖3. CoFAc修飾和未修飾的鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性對比
郭鹍鵬教授團(tuán)隊和陜西師范大學(xué)劉治科教授團(tuán)隊將一種鉸鏈型富氟絡(luò)合物鈷(II)六氟-2,4-戊二酮(CoFAc)引入到FACsPbI3薄膜的表面，以解決鈣鈦礦/Spiro-OMeTAD的界面缺陷問題。最終，采用CoFAc進(jìn)行界面修飾的FACsPbI3鈣鈦礦太陽能電池顯示出24.64%的優(yōu)異效率和1.191 V的超高開路電壓，這是所有報道的電子傳輸層以TiO2為基底的有機-無機雜化鈣鈦礦太陽能電池的紀(jì)錄開路電壓，24.64%的效率也與FACsPbI3體系鈣鈦礦太陽能電池的紀(jì)錄效率幾乎持平。CoFAc修飾的器件表現(xiàn)出出色的長期穩(wěn)定性，在沒有任何封裝的情況下暴露于環(huán)境大氣1500小時后依舊可以保持其初始效率的95%。
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