【儀表網(wǎng) 產(chǎn)品快訊】 近日，微電子學(xué)院潘旭教授聯(lián)合成均館大學(xué)Sang Uck Lee&Nam-Gyu Park教授在鈣鈦礦光電轉(zhuǎn)換器件研究中取得新進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)圍繞有機(jī)陽離子誘導(dǎo)的碘化鉛八面體連接方式重構(gòu)，驅(qū)動形成具有不同八面體共享模式的一維鈣鈦礦相，在鈣鈦礦太陽能電池中實(shí)現(xiàn)了互補(bǔ)的電荷選擇性接觸，獲得27.61%的光電轉(zhuǎn)換效率。相關(guān)成果以“Octahedral connectivity reconfigures interfacial carrier-selective properties for efficient perovskite solar cells”為題，發(fā)表于《自然材料》(Nature Materials)雜志上。
 

　　鈣鈦礦作為一種新興的光吸收半導(dǎo)體材料，具有帶隙可調(diào)、高吸收系數(shù)以及優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換性能。然而，決定器件電荷抽取與穩(wěn)定性的界面通常依賴于外源化學(xué)摻雜，利用大體積有機(jī)鹽生成低維鈣鈦礦或鈣鈦礦類似物補(bǔ)償能級偏移、增強(qiáng)內(nèi)建電場，包括化學(xué)鈍化、偶極取向、功函數(shù)調(diào)制，但大多只針對p型或者n型單一界面，同時(shí)對兩個(gè)異質(zhì)界面實(shí)現(xiàn)靶向能級調(diào)控仍然十分困難。
 

　　針對上述問題，研究團(tuán)隊(duì)提出了一種結(jié)構(gòu)驅(qū)動策略，借助于有機(jī)陽離子誘導(dǎo)碘化鉛八面體連接方式重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)載流子選擇性電子特性的調(diào)制。通過存在一個(gè)雜原子差異的咪唑啉類陽離子，驅(qū)動形成一維有機(jī)三碘鉛相。結(jié)合單晶分析與理論計(jì)算，八面體連接方式的改變會重塑軌道耦合，顯著改變功函數(shù)與絕對能帶邊位置，無需引入外源摻雜劑即可實(shí)現(xiàn)差異化的載流子選擇性界面行為。利用該結(jié)構(gòu)重構(gòu)誘導(dǎo)的電子調(diào)制效應(yīng)，在鈣鈦礦太陽能電池中構(gòu)建互補(bǔ)的電荷選擇性接觸，實(shí)現(xiàn)27.61% 光電轉(zhuǎn)換效率(認(rèn)證穩(wěn)態(tài)效率27.19%)，同時(shí)器件具備優(yōu)異的工作穩(wěn)定性與可放大制備能力，在655 cm2模組上實(shí)現(xiàn)22.26% 效率，該工作為低維及三維異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦界面設(shè)計(jì)提供了重要參考。
 

　　引用：我院在鈣鈦礦光電子器件研究中取得重要進(jìn)展-合肥工業(yè)大學(xué)