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　　9月(yue)7日(ri)，國(guo)際頂(ding)級(ji)期刊(kan)Advanced Functional Materials同期在線發表河(he)南大學光伏(fu)材料省重點(dian)實驗室陳沖教授、譚(tan)付瑞副教授兩個課題組在鈣鈦礦太陽能電池方面取得的重要進展。

　　鈣鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)電(dian)池(chi)作為近幾年光伏行(xing)業的(de)(de)明星器件(jian)廣(guang)受關注。陳(chen)沖(chong)教授課題組采用(yong)首次(ci)合成(cheng)的(de)(de)新(xin)型電(dian)子(zi)傳輸(shu)材料(liao)CSCO取代常用(yong)的(de)(de)SnO2，顯(xian)著(zhu)提高(gao)了(le)(le)(le)(le)鈣鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)電(dian)池(chi)的(de)(de)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)和穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)。相比SnO2薄(bo)膜，新(xin)合成(cheng)的(de)(de)CSCO薄(bo)膜具有更(geng)高(gao)的(de)(de)導電(dian)性(xing)(xing)(xing)(xing)， CSCO薄(bo)膜中(zhong)(zhong)的(de)(de)O原(yuan)子(zi)與Sn原(yuan)子(zi)分別(bie)與鈣鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)材料(liao)中(zhong)(zhong)的(de)(de)Pb原(yuan)子(zi)與鹵素陰離子(zi)發(fa)生了(le)(le)(le)(le)強鍵合作用(yong)，有效(xiao)阻止了(le)(le)(le)(le)空氣中(zhong)(zhong)的(de)(de)氧(yang)對鈣鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)進行(xing)氧(yang)化(hua)，并(bing)減少(shao)由于鹵素陰離子(zi)缺(que)少(shao)造成(cheng)的(de)(de)缺(que)陷，鈍化(hua)了(le)(le)(le)(le)鈣鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)陷態促(cu)進了(le)(le)(le)(le)鈣鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)材料(liao)的(de)(de)化(hua)學(xue)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)。因此，器件(jian)的(de)(de)光電(dian)轉換效(xiao)率(lv)(lv)從SnO2基電(dian)池(chi)的(de)(de)18.5%增(zeng)加到了(le)(le)(le)(le)CSCO基電(dian)池(chi)的(de)(de)22%以上，并(bing)且器件(jian)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)也得到了(le)(le)(le)(le)顯(xian)著(zhu)提升(見圖1)。該研(yan)究(jiu)成(cheng)果為實現鈣鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)電(dian)池(chi)的(de)(de)高(gao)效(xiao)率(lv)(lv)和高(gao)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)提供了(le)(le)(le)(le)新(xin)的(de)(de)電(dian)子(zi)傳輸(shu)材料(liao)和研(yan)究(jiu)思(si)路。

　　圖(tu)1. (a) CSCO分子結構圖(tu)，(b) 鈣(gai)鈦礦太陽能(neng)(neng)電(dian)(dian)(dian)池(chi)結構，(c) 最(zui)優(you)化電(dian)(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)(dian)流-電(dian)(dian)(dian)壓曲線，(d) 電(dian)(dian)(dian)池(chi)性(xing)能(neng)(neng)穩定性(xing)。

　　在本工作(zuo)(zuo)中，河(he)南大(da)(da)學為論文的(de)第(di)一完(wan)成單位，李福民副教授(shou)為第(di)一作(zuo)(zuo)者(zhe)，申志濤副教授(shou)為共(gong)同第(di)一作(zuo)(zuo)者(zhe)，陳沖教授(shou)、美國匹茲堡大(da)(da)學的(de)Guangyong Li教授(shou)為共(gong)同通訊(xun)作(zuo)(zuo)者(zhe)。該工作(zuo)(zuo)受(shou)到國家自(zi)然科(ke)學基金(jin)項目、河(he)南省(sheng)高校科(ke)技創新人才、河(he)南大(da)(da)學青年人才種子基金(jin)等項目的(de)資助。論文連接：//doi.org/10.1002/adfm.202004933。

　　在另一項工(gong)作中，譚付瑞(rui)課題組使(shi)用界面(mian)雙(shuang)向(xiang)偶(ou)聯(lian)接觸鈍(dun)(dun)化(hua)策(ce)略，引入(ru)一種雙(shuang)功能偶(ou)聯(lian)小分子(zi)TCA參與(yu)界面(mian)處二氧(yang)化(hua)鈦(tai)與(yu)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)表面(mian)的(de)(de)雙(shuang)向(xiang)偶(ou)聯(lian)鈍(dun)(dun)化(hua)，羧基(ji)端(duan)降(jiang)低了二氧(yang)化(hua)鈦(tai)表面(mian)的(de)(de)氧(yang)空位缺陷密度，噻吩(fen)端(duan)基(ji)與(yu)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)表面(mian)的(de)(de)鉛懸鍵絡(luo)合鈍(dun)(dun)化(hua)了鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)一側表面(mian)的(de)(de)鹵素空位和鉛懸掛鍵。TCA這種具有雙(shuang)端(duan)官(guan)能團鈍(dun)(dun)化(hua)效(xiao)果的(de)(de)分子(zi)能有效(xiao)地提升(sheng)器(qi)件的(de)(de)光(guang)電(dian)轉換效(xiao)率和穩定性(見圖2)。這種界面(mian)修(xiu)飾策(ce)略可用于(yu)其它溶液(ye)法(fa)制備的(de)(de)無機氧(yang)化(hua)物薄膜(mo)/金(jin)屬鹵化(hua)物鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)異(yi)質(zhi)結。

　　圖(tu)2. (a) 二氧(yang)化(hua)鈦(tai)/鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)界面示(shi)意圖(tu)，(b) TCA分子偶(ou)極矩(ju)與界面能(neng)(neng)級搭配，(c) 界面處費(fei)米能(neng)(neng)級附(fu)近態密度，(d) TCA偶(ou)聯前后器(qi)件效率對(dui)比

　　在(zai)本(ben)工作(zuo)(zuo)(zuo)中，河南(nan)大(da)學(xue)為論文(wen)的第(di)一(yi)完成(cheng)單位，譚付瑞副教(jiao)(jiao)授(shou)為第(di)一(yi)作(zuo)(zuo)(zuo)者，加(jia)(jia)拿(na)大(da)維(wei)多利亞大(da)學(xue)Saidaminov助理教(jiao)(jiao)授(shou)為共(gong)同第(di)一(yi)作(zuo)(zuo)(zuo)者，張偉風教(jiao)(jiao)授(shou)、中科(ke)院半導體所王智杰研(yan)究員、加(jia)(jia)拿(na)大(da)多倫多大(da)學(xue)Sargent教(jiao)(jiao)授(shou)為共(gong)同通(tong)訊作(zuo)(zuo)(zuo)者。該(gai)工作(zuo)(zuo)(zuo)受到國(guo)家自然科(ke)學(xue)基(ji)金(jin)、河南(nan)省自然科(ke)學(xue)基(ji)金(jin)等項目的資助。