科研成果

有机-无机杂化钙钛矿（CH₃NH₃PbX₃(X=Cl,Br,I)）太阳能电池是以钙钛矿相有机金属卤化物作为吸光材料的薄膜太阳能电池。钙钛矿电池具有成本低，器件制备简单，效率高等优点，是当前研究热点之一。其发展之迅速在以往光伏器件的研究中是前所未有的。钙钛矿电池器件结构一般由钙钛矿光活性层，电子传输层，空穴传输层和对电极组成。朱琳娜和吴飞副教授课题组自2015年开始从事钙钛矿电池的研究。目前研究重点集中在有机空穴传输材料，有机非富勒烯电子传输材料及界面材料等方面。涉及到的器件结构主要是平面构型的正置器件（n-i-p）和倒置器件（p-i-n）。1）开发了一系列廉价易得的有机小分子空穴传输材料应用于钙钛矿电池，创新性的采用吸电子核心基团（苯并噻二唑、二苯甲酮、联吡啶等），增大分子间相互作用，提高材料的空穴迁移率，对应器件效率在15%~20 %之间；2）首次将ITIC类非富勒烯受体材料应用于倒置钙钛矿电池中的电子传输层，在此基础上，研究分子共轭长度，侧基等对材料电子传输性能的影响。将这些材料用作界面层时，器件效率接近20%。开发了一系列基于PDI的小分子，高分子作为电子传输材料，均取得了较高的效率。课题组已与华中科技大学，武汉大学，重庆文理学院，香港科技大学等单位建立了良好的合作关系。目前在Advanced Functional Materials, Journal of Materials Chemistry A, ACS Applied Materials & Interfaces, ChemSusChem等杂志发表多篇论文。以上工作受到国家自然基金和重庆市基础研究与前沿探索项目的支持。