苏州纳米所陈立桅团队JACS perspective:有机和钙钛矿太阳能电池中的界面偶极

  界面偶極能夠顯著調節界面能帶結構和載流子傳輸,成爲有機和鈣钛礦等新型太陽能電池中被廣泛采用的界面調控策略之一。但是,界面偶極的來源及其對器件的作用機制尚存爭議,成爲其優化設計和廣泛應用的限制因素。 

  爲此,中科院蘇州納米所陳立桅團隊受邀在Journal of the American Chemical Society上撰寫perspective文章,基于界面偶極的靜電場模型和一系列材料體系,系統闡述了界面偶極的形成機理,及其對有機和鈣钛礦太陽能電池性能的調控機制。文章首先從電偶極子的基本物理概念出發,描述其肩並肩排列組成的界面偶極層的靜電場物理特征。其次,介紹了常用的界面偶極表征技術,並強調了原位、工況表征技術的優勢。接著,將界面偶極材料體系按照器件結構進行分類,深入討論了界面偶極的形成機理,以及界面偶極的方向和強度對器件性能的影響。最後,展望了結合先進表征技術和器件數值模擬,建立從分子尺度的電偶極矩,跨越納米尺度的組裝排列、介觀尺度的聚集成膜,到宏觀尺度的器件性能的全景界面圖像,對于進一步推動界面偶極領域的發展所具有的重要意義。 

  該展望論文以Interfacial Dipole in Organic and Perovskite Solar Cells”爲題,發表在Journal of the American Chemical Society (DOI: 10.1021/jacs.0c07439)上。论文的第一作者是陈琪副研究員,通讯作者是陈立桅研究员,共同作者包括博士生王成和苏州大学李耀文教授。 

  陳立桅研究員團隊長期致力于能源納米器件界面形貌、化學結構和能帶結構的掃描力探針研究,目前已在Acc. Chem. Res.,Nat. Commun.,J. Am. Chem. Soc.Adv. Mater.,Joule,Nano Lett.等期刊上发表了一系列原创性研究成果。相關研究工作得到了國內外合作者的大力支持,受到國家自然科學基金、科技部重點研發計劃,江蘇省自然科學基金,中科院先導專項和科研裝備研制項目,蘇州納米協同創新中心(教育部2011計劃),以及蘇州納米所的經費資助與研發條件支持。 

          引入界面偶極的有機/鈣钛礦太陽能電池示意圖 


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