黄陟峰
无机纳米柱阵列显著增强柔性钙钛矿太阳能电池的光伏性能
报告人:黄陟峰
所在单位:香港中文大学
报告人简介:
黄陟峰博士，香港中文大学化学系长聘副教授，香港中文大学深圳研究院副研究员，香港青年科学院院士，香港材料研究协会副主席。黄教授的“功能纳米材料”研究小组，致力于材料、形貌可控的三维纳米功能薄膜的设计、制备、性能研究以及应用开发：基础研究包括手性等离子体效应、纳米光学活性、表面增强手性活性光谱、光电性能、光电转化、纳米材料与生物分子的相互作用、定向诱导神经干细胞分化等；应用型研究包括手性分子绝对构型的灵敏检测、光催化不对称合成、柔性太阳能电池、柔性能源存储、开发神经干细胞疗法治疗老人神经退化性疾病等领域。
报告摘要:
柔性钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其高功率转换效率（PCE）、可大面积生产和潜在的低成本，成为便携式和可穿戴电子设备的理想电源。然而，环境不稳定性和机械强度不足限制了其商业化进程。为了解决这两个问题，人们提出了将一维（1D）无机纳米结构阵列作为载流层的方案。在聚合物基柔性电极上原位生长 1D 纳米阵列是非常必要的但同时具有挑战，这是由于在高温原位生长过程中聚合物基电极会发生降解。
我们采用低衬底温度的大倾斜角沉积（GLAD）技术，在柔性电极上原位沉积纳米柱阵列（NaPAs），以组装柔性 PSCs。NaPAs 可以由多种无机材料制成，如钛、钛氧化物、锡氧化物（作为电子传输层）和镍氧化物（作为孔传输层）。所生长的NaPAs 增强了光透过率，促进了钙钛矿中的光捕获，促进了电荷载流子的传输和收集，促进了大颗粒钙钛矿的形成，抑制了钙钛矿的分解，并释放了机械应力。所有这些特性使得大面积柔性 PSCs 的 PCE 超过 15%，具有较小的光伏滞后，经过约 800 小时存储后降解 10%，经过约 400 次手动弯曲后降解 20%。
本研究展示了一种低衬底温度GLAD 技术，适用于在柔性电极上原位沉积由无机 NaPAs 制成的载流层，从而显著改善了柔性光电设备的光电性能、机械强度和环境稳定性。
