吴朝新等实现基于内封装策略的高效柔性光伏技术成果研究

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对于柔性钙钛矿太阳能电池，表面缺陷和水氧侵蚀对器件的效率和工作稳定性造成了不利影响。先前的研究报道了低维钙钛矿材料通过后退火工艺作为钝化层结合到器件中。然而，所产生的过量热能存在诱导钙钛矿分解的风险，从而导致器件退化。此外，疏水绝缘材料的应用是防止水氧侵入的另一种方法。尽管如此，由于难以控制精确的厚度，疏水绝缘材料的引入会阻隔电池器件的电荷转移和传输，降低器件性能。

        针对以上钙钛矿太阳能器件中存在的问题，西安交通大学吴朝新团队开发了一种使用可光固化交联分在柔性器件中的“内封装”策略。改性层通过羧基（C=O）基团与活性层表面相互作用，有效地减少了深浅能级陷阱，从而抑制了界面复合。此外，由聚合的界面层改性的钙钛矿薄膜表现出较好的疏水性和防止铅泄漏的能力，有助于提高器件的稳定性。采用这种策略，柔性钙钛矿太阳能电池器件的效率分别为20.86% (0.07 cm2)和16.75% (24 cm2)，并具有优异的工作稳定性和机械柔韧性。同时，基于室内场景的常见光源环境，研究团队进一步验证了柔性模组的优越性（在白光和黄光LED的照射下，效率分别为30.73%和26.48%）。
        这项工作表明这种温和内封装的策略可以同时提高柔性钙钛矿模块的效率和稳定性，从而加速柔性钙钛矿在工业领域的应用。
        近期，该项研究工作以“丙烯酸苄酯催化柔性钙钛矿太阳能电池及组件的光诱导交联聚合”（Photoinduced Cross Linkable Polymerization of Flexible Perovskite Solar Cells and Modules by Incorporating Benzyl Acrylate）为题发表于国际期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）。论文第一作者是课题组博士生朱欣怡同学。董化副教授、吴朝新教授和郗俊特聘研究员为共同通讯作者。西安交通大学为第一作者单位和唯一通讯作者单位。
         吴朝新教授团队长期研究新型功能材料的“光-电”与“电-光”物理机制及其器件应用如太阳能电池与发光二极管，近期有多项重要成果发表于《科学进展》（ScienceAdvances）、《焦耳》（Joule）、《先进材料》（Advanced Materials）、《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）、《德国应化国际版》（Angewandte Chemie International Edition）、《纳米能源》（Nano Energy）等国际顶级期刊。
          论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202202408
          吴朝新教授主页：http://zhaoxinwu.gr.xjtu.edu.cn。


         文章来源：西安交通大学
       吴朝新，西安交通大学电信学院电子系教授。研究领域为新型光电材料与器件柔性电子学等,迄今为止已发表SCI论文170余篇,包Adv.Mater.Angew.Chem.Int.Ed.,Adv.Func.Mater.,Adv.Sci.,Nano Energy, ACS Energy Letter国际顶尖级期刊等。主持国家重大基础硏究计划（973）课题、国家重点研发计划专项、主持自然科学基金重点项目、面上课题4项以及多项省部级与产业项目。曾荣获：北京大学优秀博士论文:饶毓泰基础光学奖优秀奖；教育部新世纪优秀人才支持计划；西安交通大学腾飞特聘教授；荣获“西安市十大杰出青年”荣誉称号；第九届陕西省青年科技奖；2015年获得教育部自然科学技术2等奖；2019年获得王宽诚育才奖等。目前担任全国青年光学论坛副主席，中国光学学会理事，西安发光与红外学会理事等。