于军胜教授团队在《能源与环境科学》发表封面论文

文:赵学功 图:赵学功 / 来源:光电学院 / 2019-03-31 / 点击量:18970

  近日,我校光电科学与工程学院、电子薄膜与集成器件国家重点实验室于军胜教授团队与浙江大学李昌治教授合作,在国际权威期刊《能源与环境科学》(Energy & Environmental Science, IF: 30.067)上发表了题为“Highly efficient prismatic perovskite solar cells”的研究论文;同时,由于论文的创新性突出,被Highlight为该期刊的后封面(Back Cover)。黄江研究员为该论文第一作者、于军胜教授和李昌治教授为共同通讯作者,电子科技大学为第一署名单位。该工作受到了国家自然科学基金创新群体、国家自然科学基金面上项目、四川省科技厅等项目的资助。截至目前,这是我校作为第一单位在该刊发表的第三篇、也是继去年以来的第二篇封面论文。

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图1棱形钙钛矿电池(左);论文被Highlight为当期杂志的后封面文章(右)

  该论文提出了一种具有超高光伏电压Voc和低能量损失Eloss的新型棱形分光钙钛矿器件结构(prismatic perovskite solar cells),该种器件由具有不同带隙的子电池串联而成,四个子电池的活性层组分为MAPbIXBr3-X(X=3、2、1和0),通过四源共蒸的方法真空蒸镀而成,并位列于同一平面,富勒烯材料ICBA和PCBM作为电子传输层,四个子电池通过金属铝电极串联连接。

  该器件实现了具有不同能量的光子依次被四个子电池收集,有效地减少了总电池的热力学损失。通过调制入射光路径,特定的高能到低能光子被由不同带隙的活性层MAPbIXBr3-X(X=3、2、1和0)组成的子电池分别吸收,从而有效地降低高能光子的热力学损耗。通过详细的光学工程研究,优化了活性层的厚度,匹配了子电池的光电流,从而有效地避免了串联结构中的电流损失。四个子电池在串联器件中产生了5.3V的高光伏电压Voc,并使光电转换效率从传统MAPbI3器件的18%提高到21.3%,光伏性能如图2和表1所示。

  棱形分光钙钛矿电池结构不仅能够有效地降低器件的热力学损失,增强了全钙钛矿太阳能电池的光电转换效率,而且是迄今为止报道的Voc性能最高的钙钛矿太阳能电池。该工作为突破全钙钛矿太阳能电池的光电转换效率瓶颈提供了新的途径。

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图2 器件光伏性能图和能量损失图

  论文第一作者为黄江博士、研究员,长期从事有机光伏器件的结构设计、理论仿真和器件制作的研究工作,发表学术论文56篇,SCI他引1092次,单篇SCI他引次数达到184次,以一作或通讯作者发表影响因子大于20的论文包括1篇Energy Environ. Sci.、4篇Adv. Mater.、1篇Adv. Energy Mater.、1篇Materials Today,3篇入选ESI高被引论文、3篇入选封面论文,授权和申请发明专利20项;其工作先后受到电子科大学术新人奖、基础研究星火计划、校“百人计划”和四川省科技厅等的资助。

  论文第二作者向思衡,是光电学院“科研育人”示范团队的硕士生,主要研究方向为钙钛矿光伏器件,对本论文的贡献在于完成了薄膜制备和性能优化等核心研究工作。已经以第一作者发表SCI论文(organic electronics)1篇,申请发明专利4项。


  论文链接:

  https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ee/c8ee02575d#!divAbstract  

  论文封面链接:

  https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ee/c9ee90016k#!divAbstract




编辑:庄志东  / 审核:李果  / 发布者:陈伟