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    【奮進雙一流】Nature Communications刊發北京工業大學“高效穩定的氫化Cs2AgBiBr6無機無鉛鈣鈦礦太陽能電池”研究成果

    來源:材料與制造學部 時間:2022-06-15

    6月13日,國際權威期刊Nature Communications在線刊發了北京工業大學材料與制造學部隋曼齡教授、盧岳副研究員和北京計算科學研究中心魏蘇淮教授合作的研究成果“Hydrogenated Cs2AgBiBr6 for Significantly Improved Efficiency of Lead-Free Inorganic Double Perovskite Solar Cell”。北京工業大學為論文第一完成單位,材料與制造學部博士研究生張澤宇為論文第一作者。該研究得到了國家自然科學基金項目、北京市屬高校高水平創新團隊建設項目、國家重點研發計劃的資助。

    近年來,在太陽能電池制備領域,無機無鉛雙鈣鈦礦Cs2AgBiBr6材料備受關注。但是由于Cs2AgBiBr6為間接半導體,且帶隙較寬,其光吸收能力受到很大限制,光電轉換效率通常較低。因此,如何降低Cs2AgBiBr6材料帶隙、進而提高無機無鉛鈣鈦礦太陽能電池的光電轉換效率是當前亟需解決的科學問題之一。隋曼齡教授和盧岳副研究員團隊創造性地使用氫化處理Cs2AgBiBr6材料的方法,成功地將Cs2AgBiBr6材料的帶隙大幅降低;進而采用氫化Cs2AgBiBr6鈣鈦礦材料作為太陽能電池吸光層,光電轉換效率大大提高,獲得了目前Cs2AgBiBr6鈣鈦礦體系太陽能電池的最高效率,并且具有良好的環境穩定性。結合XRD、TEM、XPS等實驗分析表征和DFT理論計算結果,團隊進一步研究證實了氫化Cs2AgBiBr6鈣鈦礦材料帶隙降低的具體原因。采用氫化處理方法實現的Cs2AgBiBr6鈣鈦礦材料氫原子間隙摻雜,不僅可以調整其價帶和導帶能級,還可以優化載流子遷移率和載流子壽命,為制造高性能無鉛無機鈣鈦礦太陽能電池提供了一種全新的策略,具有相當廣闊的市場應用前景。


    作者簡介:

    隋曼齡,北京工業大學固體微結構與性能研究所教授、博士研究生導師,國家杰出青年獲得者,北京市特聘教授。主要從事先進材料的微觀結構表征和結構與性能關系的研究工作,取得了一些有代表性的研究成果,承擔多項省部級項目。在國際學術刊物及會議上發表論文近百篇(包括Nature Mater., Science, Phys. Rev. Lett., Appl. Phys. Lett., Acta Mater.等),曾獲國家自然科學獎三等獎,國家教育委員會科學技術進步獎二等獎,中國科學院自然科學獎二等獎等。

    盧岳,北京工業大學固體微結構與性能研究所副研究員、博士研究生導師。作為項目負責人,承擔多項國家自然科學基金和省部級以上科研基金,以第一作者或通訊作者在Joule, Nat. Commun., Adv. Mater., Appl. Catal. B-Environ., ACS Nano, Chem. Eng. J., Adv. Funct. Mater., J. Mater. Chem. A等國際期刊發表SCI論文40余篇。

    文字:張澤宇、盧岳      初審:錢霙婧   編輯:曹雨   審核:張超

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