近日,学校李清华教授科研团队(广东省高校量子点材料与光电器件创新团队)的相关研究成果“Tailoring Dual-Site Defect Passivation Molecules to Minimize Buried Interface Energy Loss for Highly Efficient and Stable Perovskite Solar Cells”在国际化学材料领域顶尖期刊《Angewandte Chemie》在线发表(https://doi.org/10.1002/ange.202509529)。该论文第一作者为学校青年教师王邓博士,学校李清华教授、南方科技大学郭旭岗教授和华侨大学吴季怀教授为共同通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金面上项目、广东省自然科学基金面上项目、广东省自然科学基金青年项目、广东省高校创新团队项目以及岭南师范学院雷阳学者计划等资助。
该研究聚焦钙钛矿太阳能电池(PSCs)的界面修饰对降低载流子传输势垒和抑制非辐射复合提升器件效率和稳定性的关键因素。通过合成两种小分子偶极功能化材料——1,4-二(噻吩-2-基)苯和1,4-二(噻唑-2-基)苯,利用路易斯酸碱相互作用将其有效锚定在钙钛矿表面,显著改善了晶界质量并降低了非辐射复合损失。这类具有双钝化位点的偶极分子通过精确调控界面特性,建立了梯度能级排列结构,从而促进载流子的提取与传输。基于该策略,优化后的n-i-p型PSCs实现了25.85%的冠军效率,大面积器件也获得了24.79%的效率,并展现出优异的运行稳定性(1200小时后效率保持率>95%)。
该研究所开发的偶极功能化界面修饰策略,不仅显著提升了电池的光电转换效率和长期稳定性,更展现出广阔的产业化应用前景。得益于其可扩展的溶液加工特性以及小分子材料易于合成的优势,该技术可广泛应用于大面积、柔性钙钛矿太阳能组件的制备,为下一代轻量化、可穿戴光伏器件以及光伏建筑一体化(BIPV)提供强有力的材料与技术支撑。此外,优异的运行稳定性使其在多种实际应用环境中均具备巨大的商业化潜力,有望加速推动钙钛矿太阳能电池从实验室走向市场应用的进程。
近年来,学校高度重视高水平科研团队建设,坚持以学科前沿为导向,以中青年人才为支撑,通过内培外引持续优化科研队伍结构,显著提升了原始创新能力和科研合作层次。本次以学校为第一署名单位在国际顶尖期刊《Angewandte Chemie》发表重大研究成果,正是学校科研团队建设成效的集中体现。该成果的第一作者王邓博士为学校青年教师,通讯作者涉及多位校内外教授,展现出学校在团队搭建、青年科研骨干培养与开放合作方面已形成良好机制。这种“平台+团队+项目”的良性循环,正推动学校科研实力不断迈向新高度。
