Efficient Flexible Fiber-shaped Photoelectronic Devices


報告人:鄒德春
報告題目:Efficient Flexible Fiber-shaped Photoelectronic Devices
工作單位:北京大學
報告摘要

     與傳統的二維結構的平板/柔性器件相比,一維結構的纖維器件因其具有可編織、可穿戴的特性而備受矚目,開發與之匹配的能源轉換器件也非常必要。纖維狀光伏器件的發展很好的滿足了可穿戴領域及能源領域的要求。

近年來,本課題組在纖維器件領域取得了一系列進展。在纖維光伏領域,我們分別報道了最高效率為8.07%的纖維染料敏化太陽能電池和最高效率為7.53%的纖維鈣鈦礦太陽能電池。與平板結構的太陽能電池相比,纖維太陽能電池無需使用透明導電的金屬氧化物作為電極材料,且對不同入射角度的太陽光均可充分吸收,極大地改善了太陽能電池對不同光照環境的適應能力。為了克服纖維電池中液體電解質帶來的固有問題,我們嘗試制備全固態的纖維太陽能電池,建立了在纖維曲面上進行高質量成膜的方法,最終鈣鈦礦太陽能電池的能量轉化效率為5.35%。另外,使用醋酸鉛來配制鈣鈦礦的前體溶液,從而有利于高質量鈣鈦礦膜層的生成,在調控醋酸鉛結晶水量及優化晶體顆粒的大小之后,最終得到的器件最高效率為7.53%。經過不斷改善工藝,我們還制備了長達30 cm的大尺寸器件,其最高效率可以達到5.82%。在纖維憶阻器件領域,我們在世界上首次報道了基于碘甲胺鉛雜化鈣鈦礦材料的纖維憶阻器,器件在高、低電阻狀態下的電流有明顯差異,在高低電阻切換時具有瞬間切換的性質,最高開關比為20,器件同時具有良好的穩定性和可重復性。

我們相信,通過進一步的材料體系優化和界面工程研究,纖維形態的光伏器件一定會表現出更加優良的性質,并為柔性可穿戴設備的研究提供新的機遇。



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