答辩委员会： 主席： 李福利 教授/博导（西安交通大学） 委员： 张秋禹 教授/博导（西北工业大学） 刘宗怀 教授/博导（陕西师范大学） 房 喻 教授/博导（陕西师范大学） 杨祖培 教授/博导（陕西师范大学） 秘书： 杨 周 讲师 报告摘要： 有机-无机卤化钙钛矿材料由于具有大的吸光系数、高电荷迁移率、长迁移距离、双极传输、能级可调以及极低的缺陷态密度等突出优点，在廉价太阳能电池以及其它光电器件中展现出极大地应用价值。在钙钛矿太阳能电池中能量转换效率以及稳定性是其发展中的关键问题。其中，钙钛矿吸光层薄膜的质量与组成以及器件的界面材料对能量转换效率以及稳定性的提高至关重要。我们发明了真空交替沉积法制备钙钛矿薄膜的技术，得到了均一的具有完全覆盖率的钙钛矿薄膜，且此薄膜具有较小的表面粗超度和较纯的钙钛矿结晶相。利用此法制备的钙钛矿太阳能电池不仅重复性好，而且电池具有很好的稳定性，将制备的未封装器件在大气气氛中放置超过60天，电池的性能仍然保持在初始值的91%以上。我们利用室温下磁控溅射制备的氧化钛作为电子传输层，制备的柔性钙钛矿太阳能电池效率达到15.07%，比之前的世界纪录增加了23%。研究表明磁控溅射制备的氧化钛电子传输层可以较快的从钙钛矿吸光层提取电子，有效抑制了载流子在界面处的复合，降低器件的传输电阻，易于电荷被相应的电极收集。另外，我们开发了固态离子液体电子传输材料，有效的提高了钙钛矿太阳能电池的效率，同时很好的抑制器件中的电流-电压滞后效应，制备的柔性钙钛矿太阳能电池效率达到16.09%，再次突破了柔性器件的最高效率。同时，我们探索了离子液体修饰氧化钛电子传输层的机理，通过提高氧化钛的电子迁移率、降低表面粗超度和功函，使平面型钙钛矿太阳能电池效率达到19.62%，认证效率达19.42%，是当时平面型钙钛矿太阳能电池的最高效率。研究发现，离子液体的阴离子与氧化钛结合、阳离子与钙钛矿结合，在钙钛矿与氧化钛之间形成有效的电子传输通道，使器件中的电子可以很好的被提取。在离子液体修饰的氧化钛电子传输层上生长的钙钛矿薄膜具有较低的缺陷态密度，极大的抑制了器件中载流子在缺陷处的复合，消除了钙钛矿太阳能电池的电流-电压滞后效应。 报告人简介： 杨栋，2008.9-2014.7在中国科学院大连化学物理研究所攻读博士学位，师从李灿院士，研究方向为有机太阳能电池及其界面调控。2014.7-2017.6在陕西师范大学进行博士后研究，合作导师为刘生忠教授，研究方向为钙钛矿太阳能电池及其界面工程，出站后留校工作。现在美国弗吉尼亚理工大学Shashank Priya教授课题组进行博士后研究。目前在Adv. Mater., Energy Environ. Sci., Adv. Energy Mater.等杂志发表第一作者和通讯作者论文12篇，H因子为15，SCI引用879次。 |