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【奋进双一流】Nature Communications刊发北京工业大学“高效稳定的氢化Cs2AgBiBr6无机无铅钙钛矿太阳能电池”研究成果

来源:材料与制造学部 时间:2022-06-15

6月13日,国际权威期刊Nature Communications在线刊发了北京工业大学材料与制造学部隋曼龄教授、卢岳副研究员和北京计算科学研究中心魏苏淮教授合作的研究成果“Hydrogenated Cs2AgBiBr6 for Significantly Improved Efficiency of Lead-Free Inorganic Double Perovskite Solar Cell”。北京工业大学为论文第一完成单位,材料与制造学部博士研究生张泽宇为论文第一作者。该研究得到了国家自然科学基金项目、北京市属高校高水平创新团队建设项目、国家重点研发计划的资助。

近年来,在太阳能电池制备领域,无机无铅双钙钛矿Cs2AgBiBr6材料备受关注。但是由于Cs2AgBiBr6为间接半导体,且带隙较宽,其光吸收能力受到很大限制,光电转换效率通常较低。因此,如何降低Cs2AgBiBr6材料带隙、进而提高无机无铅钙钛矿太阳能电池的光电转换效率是当前亟需解决的科学问题之一。隋曼龄教授和卢岳副研究员团队创造性地使用氢化处理Cs2AgBiBr6材料的方法,成功地将Cs2AgBiBr6材料的带隙大幅降低;进而采用氢化Cs2AgBiBr6钙钛矿材料作为太阳能电池吸光层,光电转换效率大大提高,获得了目前Cs2AgBiBr6钙钛矿体系太阳能电池的最高效率,并且具有良好的环境稳定性。结合XRD、TEM、XPS等实验分析表征和DFT理论计算结果,团队进一步研究证实了氢化Cs2AgBiBr6钙钛矿材料带隙降低的具体原因。采用氢化处理方法实现的Cs2AgBiBr6钙钛矿材料氢原子间隙掺杂,不仅可以调整其价带和导带能级,还可以优化载流子迁移率和载流子寿命,为制造高性能无铅无机钙钛矿太阳能电池提供了一种全新的策略,具有相当广阔的市场应用前景。


作者简介:

隋曼龄,北京工业大学固体微结构与性能研究所教授、博士研究生导师,国家杰出青年获得者,北京市特聘教授。主要从事先进材料的微观结构表征和结构与性能关系的研究工作,取得了一些有代表性的研究成果,承担多项省部级项目。在国际学术刊物及会议上发表论文近百篇(包括Nature Mater., Science, Phys. Rev. Lett., Appl. Phys. Lett., Acta Mater.等),曾获国家自然科学奖三等奖,国家教育委员会科学技术进步奖二等奖,中国科学院自然科学奖二等奖等。

卢岳,北京工业大学固体微结构与性能研究所副研究员、博士研究生导师。作为项目负责人,承担多项国家自然科学基金和省部级以上科研基金,以第一作者或通讯作者在Joule, Nat. Commun., Adv. Mater., Appl. Catal. B-Environ., ACS Nano, Chem. Eng. J., Adv. Funct. Mater., J. Mater. Chem. A等国际期刊发表SCI论文40余篇。

文字:张泽宇、卢岳      初审:钱霙婧   编辑:曹雨   审核:张超

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