【摘 要】
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Fullerene materials exhibit high electron affinity/mobility and small reorganization energy,thus have been widely utilized as electron transport layers and additive of perovskite in constructing effic
【出 处】
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2020第三届光电材料与器件发展研讨会
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Fullerene materials exhibit high electron affinity/mobility and small reorganization energy,thus have been widely utilized as electron transport layers and additive of perovskite in constructing efficient organic-inorganic hybrid halide perovskite solar cells(PSCs).
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太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生清洁能源。为了实现低成本以及多场景的应用太阳能发电，人们一直在探索新的太阳能电池材料及其相应的器件结构，对材料基本性质及器件光电过程的探索也推动了相关领域的发展。
报告人近十年来从事有机半导体的模拟与计算方法开发，与实验合作结合揭示了分子堆积、分子前线轨道能级、溶剂分子宿主、晶体结构，共轭长度等因素对有机半导体中电荷传输的调控与影响。与合作者通过分子动力学模拟，证实了分子极性对于有机太阳能电池中分子聚集的影响，进而导致相畴形成；对比分析了多种迁移率计算方法，指出一定温度下电声耦合可以加快电荷在有机半导体中的传输。
有机金属卤化物钙钛矿作为近几年发展最快的光吸收材料，其优势在于高吸光系数、长的载荷寿命和传输长度、价格低廉、可通过溶液方法制备等，在多种光电器件应用领域均有不俗表现。基于钙钛矿材料的器件性能极大程度上取决于其晶体质量。因此，获得高质量、性质高度可控的钙钛矿晶体至关重要。
近年来,基于无甲胺的碘化铅甲脒(FAPbI3)的钙钛矿因其拥有合适的禁带宽度,较宽的光谱响应和出色的热稳定性,有望用于制备高效稳定的钙钛矿太阳能电池。我们分别对比了5-AVAI,GAI 和β-GUA三种小分子添加剂对FACsPbI3 钙钛矿薄膜形貌和器件性能的影响。
富勒烯具有独特的物理、化学性质，在光、电、磁等高新技术领域展示了广阔的应用前景。基于富勒烯具有电子亲和力强，电子迁移率高以及重组能小的特点，富勒烯功能材料被广泛应用于有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池中的电子传输层、阴极界面层或缺陷钝化剂。
钙钛矿/ZnO 的热不稳定问题制约了ZnO 基钙钛矿太阳能电池的实际应用，是急需解决的关键科学问题。我们通过高分子软模板法设计合成了一种高度有序的ZnO 纳米棒阵列，再采用溶胶-凝胶法在ZnO纳米棒阵列外包覆了一层TiO2 纳米晶，并将核壳结构ZnO@TiO2 纳米棒阵列作为钙钛矿太阳能电池的电子传输层。
钙钛矿太阳能电池展示出优异的性能，吸引了国内外光电领域的关注。但是钙钛矿太阳能电池器件存在着功能材料成本高、界面稳定性差、大面积制作不成熟等问题，限制着未来的规模化发展。报告将从钙钛矿光电材料、制作工艺和器件三个方面展开，重点探讨界面功能材料的构效关系、器件性能优化及大面积器件稳定性等。
有机-无机杂化钙钛矿电池在近年来受到了科研界的广泛关注。现在其认证效率已经超过了25％，达到甚至超过了商业化薄膜太阳电池的标准。然而，钙钛矿太阳能电池商业化的最大障碍就是其稳定性，即在潮湿环境中与空气中的水分子相互作用，导致器件性能的衰减。
有机电荷转移复合物结合了有机给体受体的综合性能，而且在给体受体界面还会通过库仑作用力形成电荷转移态，产生新的能级结构，赋予其新的性能，在光电领域具有重要的应用，比如光波导、显示、双极性晶体管等，过去人们对其磁电耦合和多功能光电磁耦合特性研究的很少。
采用自主设计的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统在硅基和铜基上直接合成石墨烯纳米墙并研究其在太阳能电池上的应用，围绕石墨烯/硅太阳能电池所存在的问题，提出解决手段：(1)采用PECVD 法直接在硅基上合成石墨烯纳米墙并组装成太阳能电池，避免了传统转移过程的繁琐步骤及其对石墨烯的损害，讨论了不同生长参数对石墨烯纳米墙/硅太阳能电池的影响；(2)利用表面具有优异陷光结构的硅金字塔和硅倒金字塔作