哈工大在鈣鈦礦光伏領(lǐng)域取得重要進(jìn)展

:近日，哈爾濱工業(yè)大學(xué)化工與化學(xué)學(xué)院楊玉林教授與范瑞清教授帶領(lǐng)的光電功能材料團(tuán)隊(duì)在鈣鈦礦光伏領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，研究成果以科研論文的形式發(fā)表在國際化學(xué)頂級期刊德國應(yīng)用化學(xué)（Angewandte Chemie International Edition，影響因子12.275），并選為“Hot Paper”。論文題目為《雜化POM@Cu-BTC氧化劑的自組裝并用于提升鈣鈦礦太陽能電池的效率及長期穩(wěn)定性》(Self-Assembly of Hybrid Oxidant POM@Cu-BTC for Enhanced Efficiency and Long-time Stability of Perovskite Solar Cells DOI: 10.1002/anie.201909291)，楊玉林教授和范瑞清教授為文章通訊作者，哈工大2017級博士生董亞雨和師資博士后張健為共同第一作者，我校為唯一通訊單位。

鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）的光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）在近幾年得到飛速的提升，目前認(rèn)證的轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到25.2％。盡管如此，鈣鈦礦太陽能電池的實(shí)際生產(chǎn)及應(yīng)用仍受限于器件的穩(wěn)定性?；谟袡C(jī)分子Spiro-OmetaD空穴傳輸層材料的電導(dǎo)率和空穴遷移率仍然較低，達(dá)到氧化態(tài)需要的時(shí)間較長等問題，課題組提出結(jié)合金屬有機(jī)骨架（MOFs）的多孔性和多金屬氧酸鹽（POMs）的氧化能力的優(yōu)勢，將多孔復(fù)合材料POM@Cu-BTC應(yīng)用于PSCs的空穴傳輸層中，提升Spiro-OmetaD分子的氧化效率及空穴傳輸層材料的電化學(xué)性能。結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)中的POMs能夠在惰性氣氛中定量可控地氧化Spiro-OmetaD，摻雜后的HTM薄膜的電導(dǎo)率和空穴遷移率提升至未摻雜的近兩倍，制備的鈣鈦礦太陽能器件實(shí)現(xiàn)了21.44％的PCE，并且填充因子高達(dá)0.80。此外，在30%相對濕度的室溫條件下儲存一月后，無封裝的電池器件仍然能保持初始PCE的90%。因此，該研究工作提出了一種簡單化學(xué)摻雜策略，即將氧化性的POMs與多孔的MOF結(jié)合后的雜化材料引入空穴傳輸層，不僅實(shí)現(xiàn)定量可控氧化Spiro-OmetaD，提升薄膜的電導(dǎo)率和空穴遷移率，器件的長期穩(wěn)定性也得到了明顯地提升，對鈣鈦礦太陽能電池的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有重要意義。

楊玉林教授與范瑞清教授多年從事光伏器件和MOF材料研究，已在《先進(jìn)能源材料》（Adv. Energy Mater. 影響因子：24.88），《材料化學(xué)A》（J. Mater. Chem. A，影響因子：10.73），《ACS材料化學(xué)與界面》（ACS Appl. Mater. Inter. 影響因子：8.45），（ChemSusChem，影響因子：7.8）等期刊發(fā)表研究成果50余篇。

原標(biāo)題:楊玉林教授和范瑞清教授課題組在鈣鈦礦光伏領(lǐng)域取得重要進(jìn)展