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《Science》刊发实验室大面积钙钛矿光伏技术突破性研究成果

发布时间:2021-06-21 16:30

近日,我校太阳能电池研究团队在新型光伏技术研究上取得突破性进展,成果以“Lead halide-templated crystallization of methylamine-free perovskite for efficient photovoltaic modules”(碘化铅模板晶化诱导制备高效无甲胺钙钛矿光伏组件)为题,发表在国际顶级期刊《Science》(科学)上。该研究首次提出钙钛矿原位两步法制备策略,解决了钙钛矿太阳能电池大面积制备难题,实现了高效稳定太阳能电池组件的印刷制备。我校材料复合新技术国家重点实验室是第一通讯单位,黄福志研究员为唯一通讯作者。




钙钛矿光伏技术近年来发展迅速,其光电转换效率可与晶硅太阳能电池相媲美,由于其溶液法制备方法过程简单、成本低廉等优点,引起全球光伏行业的关注。由于钙钛矿成核结晶生长过程不可控,容易形成枝状晶体,导致电池组件性能偏低,显著制约钙钛矿太阳能电池的大面积制备和产业化发展。




该研究在无甲胺钙钛矿体系中,通过形成碘化铅/N-甲基吡咯烷酮溶剂络合相,有效抑制钙钛矿中间相及其枝状晶的生成,解决了大面积钙钛矿薄膜的致密化和稳定性难题,最终通过狭缝涂布印刷制备出效率接近20%10 cm × 10 cm大面积钙钛矿电池组件。该研究揭示了溶液法钙钛矿薄膜的结晶动力学过程和调控机制,提供了一种大面积钙钛矿薄膜的可控制备方法,为钙钛矿产业化制备提供了新的策略。

黄福志,2009年博士毕业于澳大利亚墨尔本大学,2009-20154月在莫纳什大学从事博士后研究,20155月加入武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室工作。已发表140多篇论文,包括ScienceNatureNature CommunicationsAdvanced MaterialsEnergy & Environmental Science等高水平期刊。入选RSC英国皇家化学学会能源与可持续大类期刊2019年全球Top 1%高被引作者。目前的主要研究方向包括钙钛矿太阳能电池产业化、光伏制氢以及柔性电子等。

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