深圳大学生物光子学研究中心屈军乐、宋军教授团队近日围绕新型太阳能,光电探测器等光电子器件,开展了系列研究工作,发表多篇高水平研究论文:
工作一:
课题组通过钝化钙钛矿活性层的表面和底部晶界,有效解决了界面高密度陷阱倒置的复合损耗,可以将未封装的反型钙钛矿太阳能电池转换效率提高至23.33%,具有显著的长期稳定性,这一效率接近国际同类型器件的最高转换效率。此外,本工作还提供了一种新颖的载流子缺陷分析技术,通过协同分析电容-电压和驱动级电容剖面,能有效恩熙界面陷阱密度和离子累积密度的分布,为降低钙钛矿太阳能电池的陷阱密度和抑制界面离子积累提供了直接证据。

围绕该工作,课题组在顶级期刊《Nano Energy》(JCR一区TOP期刊,影响因子:17.881)上发表了一篇题为“Comprehensive passivation strategy for achieving inverted perovskite solar cells with efficiency exceeding 23% by trap passivation and ion constraint”的研究论文。张帆博士为该论文第一作者,宋军教授、叶帅博士、蔡厚智博士为该论文共同通讯作者。
全文链接:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S221128552100625X?dgcid=author
工作二:
课题组与美国西北大学研究团队合作,报道了两种新的多聚小分子受体PYN-BDT和PYN-BDTF,凭借其π-延伸萘环作为宽光学截面的大分子吸收剂,可用于所有聚合物太阳能电池(APSC)。其中与PBDB-T共混制备的APSC的转换效率最高可达13.22%,特别是其短路电流Jsc=22.28 mA /cm2,该数值是已知的APSC最高值之一。

围绕该工作,课题组在顶级期刊《ACS Energy Letters》(JCR一区TOP期刊,影响因子:23.101)上发表了一篇题为“High-efficiency all-polymer solar cells with poly-small-molecule acceptors having π-extended units with broad near-IR absorption”的研究论文。深圳大学苏宁博士为该论文第一作者,宋军教授为该论文共同通讯作者。
全文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.1c00009
工作三:
课题组与英国塞瑞大学研究者合作,将荧光显微成像和荧光寿命成像用于研究钙钛矿太阳能电池的强光响应行为,首次观察到的一种可恢复的激光诱导荧光猝灭现象,并发现这种现象具有微观晶粒尺度限制,并伴随着光谱变化。这种荧光猝灭取决于俄歇复合主导条件下的激光强度和停留时间。该研究结果为通过调节钙钛矿晶格排列和捕获高能载流子来改进器件性能提供了技术支撑。

围绕该工作,课题组在顶级期刊《Energy & Environmental Materials》(影响因子:15.122)上发表了一篇题为“Laser-induced recoverable fluorescence quenching of perovskite films at a microscopic grain-scale”的研究论文。深圳大学向昱任博士为该论文第一作者,宋军教授为该论文共同通讯作者。
全文链接:https://doi.org/10.1002/eem2.12231
工作四:
钙钛矿型太阳能电池(PSC)由于其优异的光伏性能在过去几年中取得了巨大的成功。然而,钙钛矿薄膜中电子陷阱态的存在是制备高性能稳定PSC的一个障碍。为此课题组开发了一种线性共轭聚电解质,可以钝化表面缺陷以减少钙钛矿薄膜中的电子陷阱态,同时增强电子提取和传输以实现高效太阳能电池。此外,掺杂的钙钛矿薄膜通过有效的表面钝化显示出了更好的器件稳定性。这种通过掺杂共轭聚电解质的新方法为制备高效稳定的倒置PSC提供了一条途径。围绕该工作,课题组在顶级期刊《Chemical Engineering Journal》(JCR一区TOP期刊,影响因子:13.273)上发表了一篇题为“Conjugated Polyelectrolyte Doped Perovskite Films with Enhanced Photovoltaic Performance and Stability”的研究论文。深圳大学王赫麟博士为该论文第一作者,宋军教授为该论文共同通讯作者。
全文链接:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894720341851?via%3Dihub
工作五:
除以上研究论文外,课题组近期还围绕新型太阳能电池和探测器研究发表了许多高水平综述论文,其中代表性成果包括:
围绕二维范德华异质结光电器件研究进展,课题组在顶级期刊《Advanced Functional Materials》(JCR一区TOP期刊,影响因子:18.808)上发表了一篇题为“2D van der Waals heterojunction nanophotonic devices: from fabrication to performance”的综述文章。深圳大学俞宪同博士为该论文第一作者,宋军教授为该论文通讯作者。
全文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202104260
围绕2,1,3-苯并噻二唑及其衍生物的电子材料的最新进展及其在有机发光器件中的应用,课题组在顶级期刊《Science China-Chemistry》(JCR一区TOP期刊,影响因子:9.445)上发表了一篇题为“Recent progress of electronic materials based on 2,1,3-benzothiadiazole and its derivatives: synthesis and their application in organic light-emitting diodes”的综述文章。深圳大学张友明博士为该论文第一作者,宋军教授为该论文共同通讯作者。
全文链接:http://link.springer.com/10.1007/s11426-020-9901-4
围绕钙钛矿光电探测器在图像传感领域的应用,课题组在顶级期刊《Small》(JCR一区TOP期刊,影响因子:13.281)上发表了一篇题为“Recent advances in perovskite photodetectors for image sensing”的综述文章。深圳大学李禄东博士为该论文第一作者,宋军教授为该论文共同通讯作者。
全文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202005606
以上研究成果受到科技部重大专项、国家自然科学基金、广东省科技厅重点项目、深圳市学科布局等项目的资助。