聚合物织构结构在钙钛矿太阳能电池的应用

（文章来源：小材科研）

西南大学材料与能源学院宋群梁教授创新团队在低成本倒置结构钙钛矿太阳能电池学方面最近取得了新突破，相关研究成果“Coordinated Optical Matching of a Texture Interface Made from Demixing Blended Polymers for High Performance Inverted Perovskite Solar Cells”发表在国际TOP期刊《ACS Nano》上，影响因子为13.903。本工作主要由2017级硕士研究生徐寸云完成，宋群梁教授为唯一通讯作者。

近年来，钙钛矿太阳能电池不断刷新单节电池世界纪录，目前已高达25.5%。10年左右的发展，正置器件长期保持最高的光电转换效率。作为制备工艺更为简单，无迟滞的倒置器件却处于效率相对较低的发展瓶颈。据报道，聚合物基倒置器件效率往往低于氧化物基正置器件。为回答这一普遍性问题，2017级硕士研究生徐寸云在其导师宋群梁教授的指导下，提出聚合物基钙钛矿太阳能电池效率相对较低是源于器件光学失配导致，同时认为内部界面织构能够改善光学匹配。该结论通过光学模拟和实验结果得以证实。

宋群梁教授课题组利用的聚合物对溶剂的选择性，将用于空穴传输的典型导电聚合物 (PTAA) 与聚苯乙烯 (PS) 共混制膜，再用环己烷溶洗PS，最终获得了界面结构可控的PTAA织构。在非掺杂的器件ITO/PTAA/Perovskite(MAPbI3-xCLx)/PCBM/BCP/Ag中，效率由18.3%提升到20.8%，在MgF2减反涂层的辅助下获得了21.6%的光电转换效率。

瞬态光电流/电压(TPC/TPV)，时间分辨光致发光谱(TRPL)等结果均表明器件复合和传输变化微弱；光学吸收与器件反射结果与外量子效率 (EQE) 的提升一致。最终证实器件效率提升是源于光学匹配改善，从而减弱内部界面反射带来外量子效率的明显提升。该方法将聚合物基倒置钙钛矿太阳能电池光电转换效率提上新高度，填补了聚合物基钙钛矿内部织构应用的空白。

宋群梁教授课题组长期致力于太阳能电池，忆阻器和纳米摩擦发电机等领域的物理机理研究。随着研究的不断深入，近期以宋群梁教授为最后通讯作者，西南大学为第一单位，在ACS Nano (IF=13.903), Nano Energy (IF=15.548), Materials Horizons (IF=14.356), ACS Applied Materials & Interfaces (IF=8.456), Nanoscale (IF=6.97), ChemsusChem (IF=7.8), Solar RRL等国际知名期刊先后发表高质量论文。
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