【能源】Adv. Funct. Mater.：戚亚冰团队在钙钛矿太阳能电池量产技术方面取得新突破
钙钛矿太阳能电池的研究近年来成为科学研究领域的最新热点之一，电池的光电转换效率已经超过22%。然而这项新型光伏技术的市场化仍面临着两大重要挑战：（1）电池稳定性的挑战，例如得到广泛研究的MAPbI3钙钛矿材料在54至57摄氏度附近会发生相变，在超过85摄氏度时开始发生材料分解，而另一种钙钛矿材料FAPbI3在室温下倾向于生成非光伏相。近期的研究发现，由铯离子和FA离子组成的共混阳离子型钙钛矿CsxFA1−xPbI3材料不仅能够提高电池的光电转化效率，而且可以显著地提高电池的热稳定性和相稳定性，为钙钛矿材料的设计提供了新的思路。（2）电池量产技术的挑战，目前实验室普遍使用钙钛矿薄膜的制备方法（即溶液旋涂）具有很大的局限性，用这种方法制备钙钛矿电池，光电转化效率会随着电池有效面积的增大而显著下降。
近日，在日本冲绳科学技术研究所（OIST）能源材料与表面科学研究团队（Energy Materials and Surface Sciences Unit）学术带头人戚亚冰博士的指导下，姜岩等团队成员很好地解决了上述两个问题。他们首先通过复合化学气相沉积法制备出FAPbI3钙钛矿材料，然后通过离子交换法将FAPbI3转化为更稳定的CsxFA1−xPbI3，该转化过程十分简单快捷，几秒钟内即可完成。研究表明，当合成的CsxFA1−xPbI3材料中铯离子的体含量为7%时（即Cs0.07FA0.93PbI3），制备出的钙钛矿电池具有最高的光电转化效率，器件稳定性显著提高。利用该方法制备的太阳能电池组件（solar module）光电转化效率达到了14.6%（有效面积为12.0 cm2），在太阳光连续照射并同时负载的条件下测试1200分钟，未表现出任何衰减。更重要的是，该方法制备出电池组件的效率随着电池有效面积的增加未表现出明显的下降。
这一成果最近发表在Advanced Functional Materials 上，文章的第一作者是日本冲绳科学技术研究所能源材料与表面科学研究团队博士后研究员姜岩。
该论文作者为：Yan Jiang, Matthew R. Leyden, Longbin Qiu, Shenghao Wang, Luis K. Ono, Zhifang Wu, Emilio J. Juarez-Perez, Yabing Qi
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Combination of Hybrid CVD and Cation Exchange for Upscaling Cs-Substituted Mixed Cation Perovskite Solar Cells with High Efficiency and Stability
Adv. Funct. Mater., 2017, DOI: 10.1002/adfm.201703835
导师简介
戚亚冰博士，日本冲绳科学技术研究所（OIST）能源材料与表面科学研究团队学术带头人（PI），博士生导师；2000年于南京大学取得学士学位，2002年于香港科技大学取得硕士学位，2008年于美国加州大学伯克利分校取得博士学位，2008年至2011年在美国普林斯顿大学从事博士后研究，2011年起就职于日本冲绳科学技术研究所。
研究领域包括研发新一代低成本高性能的能源转化材料（如钙钛矿太阳能电池）、储能材料（如锂离子电池）以及利用表面科学和先进表征技术（XPS、UPS、STM、AFM等）来研究能源器件中的表界面问题，在国际重要学术期刊上已发表SCI论文80余篇，其中以通讯作者在领域内主要杂志Nat. Energy、J. Am. Chem. Soc.、Energy Environ. Sci.、Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、J. Phys. Chem. Lett.、Chem. Mater. 等发表论文10余篇，多篇论文为ESI高被引论文（其中有2篇同时为ESI热点论文），10篇论文被选为杂志封面；在领域内重要国际会议上做特邀报告30余次，并作为会议主席或主要组织者组织International Symposium on Organic Electronics、International Symposium on Functional Materials、美国材料学会年会（MRS Meetings）钙钛矿太阳能电池分会等多次国际会议，2017年获得日本材料学会颁发的青年科学家奖。
http://www.x-mol.com/university/faculty/47824
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