有机-无机钙钛矿材料由于其既具有有机材料优异的加工性能,还具有无机半导体材料优异的光电输运性能,因此受到了科研工作者的广泛关注。有机-无机钙钛矿电池的出现,使得新型薄膜太阳能电池效率提升很快,因此被Science评为2013年十大科学突破之一。
那么有机-无机钙钛矿材料被称为钙钛矿,但是为什么成分里面没有钙和钛呢?有机-无机钙钛矿材料之所以叫做钙钛矿,是因为有机-无机钙钛矿的晶体结构和传统的钙钛矿材料(CaTiO3)的晶体结构相同,所以才归为钙钛矿材料。有机-无机钙钛矿材料,一般情况下,可以用通式ABX3表示,其中A为正一价有机阳离子,B为二价金属离子(Pb2+、Sn2+、Ge2+),X为负一价卤素阴离子。
图 1 有机-无机钙钛矿结构:a晶体结构示意图 b.晶胞结构示意图
从下图的各种太阳能电池的最高效率图中可以看出[1],有机-无机钛矿太阳能电池的能量转化效率已经达到26%,和硅太阳能电池的能量转化效率相接近,预示着较好的应用前景。我们团队的研究工作主要围绕有机-无机钙钛矿类材料合成、结构及光电性能进行研究,并且聊城大学化学化工学院实验室拥有扫描电子显微镜、霍尔效应测试仪、光电化学工作站、单色光量子转化效率、台阶仪、太阳能电池能量转化效率测试系统、有机-金属薄膜热蒸镀仪,四工位手套箱等设备,欢迎有意向的同学加入课题组,在有机-无机杂化功能材料及光电性能方面做出自己出色的科研成果。
图2 各种太阳能电池最高能量转化效率表[1]
参考文献:
[1] Best Research-Cell Efficiency Chart (nrel.gov)
导师简介
周华伟,博士,副教授,硕士研究生导师,现为《聊城大学学报(自然科学版)》编委、《当代化工研究》编委。主要从事有机-无机杂化钙钛矿类材料的合成及结构、太阳能的高效转化与利用、半导体光电子材料与器件等相关研究工作。主持山东省自然科学基金青年项目、山东省高等学校科技计划、教育部产学研合作协同育人等项目,并指导多项大学生创新创业项目。近年来,在国内外重要期刊发表SCI论文40余篇,其中在Journal of Materials Chemistry A,Chemical Communications,Journal of Physical Chemistry Letters,ChemSusChem, Dalton Transactions , ACS Applied Energy Materials, ACS Applied Materials & Interfaces等期刊上发表SCI论文多篇。曾获第十七届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品三等奖(指导教师);山东省大学生科技创新大赛银牌(指导教师);山东省优秀学士学位论文(指导老师);聊城大学优秀科研成果奖(一等奖)等奖励。
招生专业:无机化学
来源: 聊城大学化学与生活科普工作室