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馮宏劍課題組在鈣鈦礦太陽能電池領(lǐng)域取得重要進展

近日，西北大學物理學院馮宏劍博士(陜西省百人計劃特聘專家)以獨立作者身份在能源領(lǐng)域頂級期刊《Journal of Power Sources》(一區(qū)，2013年影響因子為5.211)發(fā)表了最新科研成果“Ferroelectric polarization driven optical absorption and charge carrier transport in CH3NH3PbI3/TiO2-based photovoltaic cells”。

鈣鈦礦薄膜太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率在6年的時間內(nèi)從3.8%迅速提高到經(jīng)過認證的19.3%，以其優(yōu)異的性能和低廉的成本而成為硅電池的有力競爭者,遠遠超過了染料敏化太陽能電池、有機太陽能電池等新型薄膜太陽電池，必將在未來能源結(jié)構(gòu)中占有重要的地位。對CH3NH3PbI3基平面型異質(zhì)結(jié)太陽能電池的光學性質(zhì)和光生載流子輸運機理的深入研究和理解，不僅有助于進一步提高鈣鈦礦型電池的性能，也為人們研制簡單、高效率的新結(jié)構(gòu)提供思路。該研究成果首次采用含時密度泛函理論(TD-DFT)對CH3NH3PbI3/TiO2平面型異質(zhì)結(jié)電池的光吸收、鐵電性能和載流子輸運機理進行了研究，首次揭示了鐵電極化和光吸收之間的關(guān)聯(lián)，深刻揭示了鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)電池的光生載流子輸運機理。審稿人評價“This work is new, interesting, and may contribute to the design of PV cell.” “The report of the calculation result is important, and at least the result showing the association of ferroelectric polarization to absorption and bandgap properties will be an impact of new idea for people discussing the effect of ferroelectricity。”

該項研究得到了國家自然科學基金、陜西省“百人計劃”高層次人才項目、陜西省自然科學基礎(chǔ)研究計劃項目、陜西省教育廳專項科研計劃項目的資助。

(薛 鮑)