刘冬雪-利用2D/3D杂化技术提高钙钛矿电池稳定性研究

来源:中国电机工程学会  发布时间:2020-05-25

刘冬雪,现任中国长江三峡集团有限公司科学技术研究院新能源科创中心科研工作人员,博士学位。长期从事钙钛矿和有机太阳能电池研发工作。

依托项目名称:利用2D/3D杂化技术提高钙钛矿电池稳定性研究

个人简介:

刘冬雪,现任中国长江三峡集团有限公司科学技术研究院新能源科创中心科研工作人员,博士学位。长期从事钙钛矿和有机太阳能电池研发工作。

1. 钙钛矿电池中空穴传输层及集成器件的材料的设计合成

设计和成了一系列窄带隙近红外聚合物给体材料,该系列材料具有较高的平面性和迁移率,适用于钙钛矿电池的空穴传输层。并且采用非掺杂策略提高电池稳定性。钙钛矿电池虽然有较高的能量转换效率,但吸收光谱仅到850 nm, 未能充分利用太阳光谱,而有机太阳能电池可以与钙钛矿电池吸收互补,因此设计合成了多种近红外给受体材料,与钙钛矿电池一起制备叠层器件,目前该部分工作作为重点工作正在进行。

2. 有机太阳能电池中非富勒烯受体材料的设计合成

基于分子内非共价键相互作用的设计理念,设计和成了一系列窄带隙非富勒烯受体材料IDTO-T-4F, IDTO-Se-4F, IDTO-TT-4F, 并完成器件制备,该系列分子均具有较高的平面性, 与PBDB-T共混后, 基于这三种受体的器件效率均超过10%, IDTO-T-4F获得了12.62%的最高效率,具有广泛的应用前景。

3. 设计合成了一系列红光区非富勒烯受体材料

设计合成了基于并噻吩核的4TO-T-4F 4TO-T-4F受体材料,拓宽电池的太阳能吸收光谱,在半透明器件制备方面具有旷阔的应用景。

4. 设计合成了一系列二维受体材料

开创性的开展工作,设计合成了一系列具有C3h对称结构的二维非富勒烯受体材料,提出了材料电荷堆积和电荷传输的新机制。

以第一作者发表学术论文6篇,目前SCI一区文章准备投稿2篇,正在申请钙钛矿电池和有机太阳能电池发明专利两项。“基于医药中间体5-嗅吲哚产业化开发下的抗偏头痛药物依来曲普坦合成与开发”获甘肃省大学生创新创业大赛一等奖,丝绸之路国际大学生创新创业大赛二等奖。

依托项目简介:

项目名称:利用2D/3D杂化技术提高钙钛矿电池稳定性研究

关 键 词:钙钛矿电池,2D/3D杂化,稳定性

项目摘要:

本课题立足于通过改变钙钛矿层结构,期望结合三维钙钛矿高效及二维钙钛矿高稳定性的优点,设计具有二维/三维杂化结构的钙钛矿电池,为提高钙钛矿电池的光电转换效率及稳定性、促进钙钛矿电池的商业化应用提供科研基础。具体内容包括:二维有机胺盐的设计合成;三维有机胺盐的筛选;多元阳离子的掺杂及钙钛矿电池器件的优化等工作。

阻碍钙钛矿电池商业化应用的一个主要因素就是其稳定性,包括湿气稳定性、热稳定性和光稳定性。与三维有机-无机杂化钙钛矿相比,二维有机-无机杂化钙钛矿具有高耐湿稳定性,提供了新的制备稳定钙钛矿太阳能电池的途径。并且可以通过组合工程控制其结构,调控其带隙,制备具有不同光电性质的二维有机-无机杂化钙钛矿材料。本课题结合三维钙钛矿高效及二维钙钛矿高稳定性的优点,设计具有二维/三维杂化结构的钙钛矿电池,为提高钙钛矿电池的光电转换效率及稳定性、促进钙钛矿电池的商业化应用提供基础。


作为集团代表参加清洁能源博览会


在实验室准备进行实验


进行研究论文编写