【佛山陶瓷网】science报道北京大学周欢萍组、严纯华组及合作者在钙钛矿太阳能电池稳定性研究上的重要进展

    science报道北京大学周欢萍组、严纯华组及合作者在钙钛矿太阳能电池稳定性研究上的重要进展

science报道北京大学周欢萍组、严纯华组及合作者在钙钛矿太阳能电池稳定性研究上的重要进展长期稳定性是钙钛矿太阳能电池商业化进程中面临的最重要的问题，其中钙钛矿材料的本征性蜕变产生零价铅、碘缺陷的问题严重制约着器件寿命。

北京大学工学院周欢萍研究员课题组、化学与分子工程学院严纯华院士课题组合作提出一种新的机制，即在钙钛矿活性层中引入具有氧化还原活性的eu3+-eu2+的离子对，实现了全寿命周期内的本征缺陷的消除，从而大大提升了电池的长期稳定性。

相关研究于2019年1月18日在国际顶级学术期刊《科学》(science)上发表，题为：aeu3+-eu2+ionredoxshuttleimpartsoperationaldurabilitytopb-iperovskitesolarcells(doi:10.1126/science.aau5701)。

钙钛矿太阳能电池的光电转换效率在过去短短几年内迅速提升至23.7％，已经超过了商业化的碲化镉和铜铟镓硒太阳能电池，是发展最快的一类薄膜太阳能电池。

相比于传统无机光伏材料，如晶体硅(iv族)和铜铟镓硒(i-iii-vi族)，有机-无机卤化物钙钛矿材料中的组分如i–、ma+和pb2+都是尺寸大带电荷量少的离子，其晶格较软，易受各种因素的影响，例如氧气、水分、光照、加热等。

氧还离子对eu3+/eu2+循环消除pb0和i0缺陷和pb2+/i–离子对再生的机理图。

在该循环氧化还原转变过程中，pb0缺陷可被eu3+氧化成pb2+(2eu3++pb0→2eu2++pb2+)，而i0缺陷可被生成的eu2+还原成i–(eu2++i0→eu3++i–)。

对应器件的最高效率达到了21.52％(认证值为20.52％)，且没有明显的迟滞现象。

同时，引入eu3+/eu2+离子对的器件表现出优异的热稳定性和光稳定性，在一个太阳的连续光照射或85°c加热1000小时后，器件仍可分别保持原有效率的91％和89％，在最大功率点处连续工作500小时后可以保持原有效率的91%。

该工作得到了国家自然科学基金委、科技部、北京市自然科学基金、北京市科委、北京分子科学国家研究中心、先进电池材料理论与技术北京市重点实验室等联合资助。

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