苏州纳米所陈立桅团队JACS perspective:有机和钙钛矿太阳能电池中的界面偶极

  界面偶极能够显著调节界面能带结构和载流子传输,成为有机和钙钛矿等新型太阳能电池中被广泛采用的界面调控策略之一。但是,界面偶极的来源及其对器件的作用机制尚存争议,成为其优化设计和广泛应用的限制因素。 

  为此,中科院苏州纳米所陈立桅团队受邀在Journal of the American Chemical Society上撰写perspective文章,基于界面偶极的静电场模型和一系列材料体系,系统阐述了界面偶极的形成机理,及其对有机和钙钛矿太阳能电池性能的调控机制。文章首先从电偶极子的基本物理概念出发,描述其肩并肩排列组成的界面偶极层的静电场物理特征。其次,介绍了常用的界面偶极表征技术,并强调了原位、工况表征技术的优势。接着,将界面偶极材料体系按照器件结构进行分类,深入讨论了界面偶极的形成机理,以及界面偶极的方向和强度对器件性能的影响。最后,展望了结合先进表征技术和器件数值模拟,建立从分子尺度的电偶极矩,跨越纳米尺度的组装排列、介观尺度的聚集成膜,到宏观尺度的器件性能的全景界面图像,对于进一步推动界面偶极领域的发展所具有的重要意义。 

  该展望论文以Interfacial Dipole in Organic and Perovskite Solar Cells”为题,发表在Journal of the American Chemical Society (DOI: 10.1021/jacs.0c07439)上。论文的第一作者是陈琪副研究员,通讯作者是陈立桅研究员,共同作者包括博士生王成和苏州大学李耀文教授。 

  陈立桅研究员团队长期致力于能源纳米器件界面形貌、化学结构和能带结构的扫描力探针研究,目前已在Acc. Chem. Res.,Nat. Commun.,J. Am. Chem. Soc.Adv. Mater.,Joule,Nano Lett.等期刊上发表了一系列原创性研究成果。相关研究工作得到了国内外合作者的大力支持,受到国家自然科学基金、科技部重点研发计划,江苏省自然科学基金,中科院先导专项和科研装备研制项目,苏州纳米协同创新中心(教育部2011计划),以及苏州纳米所的经费资助与研发条件支持。 

          引入界面偶极的有机/钙钛矿太阳能电池示意图 


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