光电学院李世彬教授3篇论文入选2017年ESI高被引论文

文:赵学功 图:赵学功 / 来源:光电学院 / 2018-01-30 / 点击量:4874

  光电学院李世彬教授专注于基于钙钛矿、PDMS等材料的光电器件(太阳能电池,探测器和传感器等)及其在柔性电子技术领域的应用研究。2017年,李世彬教授在钙钛矿材料及光电器件应用领域发表中科院JCR一区论文8篇。其中,分别发表于Nano Research,Journal of Power Sources,Nano Energy的3篇论文入选2017年ESI高被引论文;有3篇论文的影响因子大于10(包括1篇Advanced Materials,IF=19.791,2篇Nano Enegy,IF=12.343)。电子科技大学均为这些论文的第一署名单位,李世彬教授为论文的第一作者或导师通讯作者。

1.jpg  图1:(a)Al₂O₃钝化ZnO表面抑制自由电子复合;(b)Al₂O₃对ZnO光催化的抑制

  李世彬教授和他指导的学生一起,系统深入地研究了光伏器件的自由载流子复合机理,提出了抑制钙钛矿光伏器件载流子复合的多种方法。通过替位掺杂、原子层沉积等技术钝化了载流子传输层的缺陷,极大提升了电子传输层抽取钙钛矿器件光生载流子的能力;采用混合溶剂工艺研究制备了多孔的碘化铅前驱体,调控了钙钛矿的晶界,从而有效抑止了光生载流子在长程传输过程中的损耗。如图1所示,针对ZnO电子传输材料表面缺陷浓度较高复合严重的固有缺陷,提出了原子层沉积(ALD)超薄的三氧化二铝(Al₂O₃)钝化ZnO电子传输层缺陷的关键技术方法,抑制了光生载流子的损耗,提升了光伏器件性能。此外,Al₂O₃可以有效地抑制ZnO的光催化活性,进而提升器件的稳定性。(成果见论文列表1、2和4、5)

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图2:氧化钛的替位掺杂策略降低了缺陷密度

  如图2所示,为了提升钙钛矿太阳能电池电子传输层的性能,团队对常用的TiO₂电子传输层进行了缺陷态调控,经研究发现,Li+和Fe3+可以有效的替换TiO₂中的氧空位,提升电子传输层的传输性能和电子抽取速率,进而提升太阳能电池的性能。(成果见论文列表中的3和7)

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图3 混合溶剂冲洗提升了钙钛矿薄膜的结晶质量及晶粒尺寸

  如图3所示,团队针对传统的两步法,通过调控薄膜生长的溶剂配比和温度,制备出了多孔碘化铅前驱体,增加了碘化铅前驱体的比表面积,从而有效地控制碘化铅前驱体完全向钙钛矿的转化,减少钙钛矿薄膜中的碘化铅残留,提升了钙钛矿太阳能电池的性能。采用新颖的混合溶剂工艺方法,调控了反溶剂的极性和挥发性,发现钙钛矿生长过程中的晶界“缝合效应”,制备出表面粗糙度更低的三阳离子基团钙钛矿薄膜,制备出高效率的三基团钙钛矿太阳能电池。(成果见论文列表中的2和6)


  论文链接:

  1.Li Shibin*, Zhang Peng, Wang Yafei, et al. Interface engineering of high efficiency perovskite solar cells based on ZnO nanorods using atomic layer deposition. Nano Research (IF=7.354), 2017, 10(3): 1092-1103.(2017年ESI高被引论文)

  https://link.springer.com/article/10.1007/s12274-016-1407-0

  2.Li Shibin*, Zhang Peng, Chen Hao, et al. Mesoporous PbI2 assisted growth of large perovskite grains for efficient perovskite solar cells based on ZnO nanorods. Journal of Power Sources (IF=6.395), 2017, 342: 990-997.(2017年ESI高被引论文)

  http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S037877531730023X

  3.Liu Detao, Li Shibin*, Zhang Peng, et al. Efficient planar heterojunction perovskite solar cells with Li-doped compact TiO2 layer. Nano Energy (IF=12.343), 2017, 31: 462-468.(2017年ESI高被引论文)

  http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285516305134

  4.Zhang Peng, et al., Li Shibin*, Perovskite Solar Cells with ZnO Electron‐Transporting Materials. Advanced Materials (IF=19.791), 2017.   http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201703737/full

  5.Zhang Peng, Wu Jiang, et al.,Li Shibin*, Enhanced efficiency and environmental stability of planar perovskite solar cells by suppressing photocatalytic decomposition. Journal of Materials Chemistry A (IF=8.867), 2017, 5(33): 17368-17378.

  http://pubs.rsc.org/-/content/articlehtml/2017/ta/c7ta04014h

  6.Wang Yafei, et al., Li Shibin*, Stitching triple cation perovskite by a mixed anti-solvent process for high performance perovskite solar cells. Nano Energy (IF=12.343), 2017, 39: 616-625.

  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285517304597

  7.Gu Xiangling, Wang Yafei, et al. Li Shibin*, Enhanced electronic transport in Fe3+-doped TiO2 for high efficiency perovskite solar cells. Journal of Materials Chemistry C (IF=5.256), 2017, 5(41): 10754-10760.

  http://pubs.rsc.org/-/content/articlehtml/2017/tc/c7tc03845c

  8.Zhang Rui, Liu Detao, et al., Li Shibin*, Theoretical lifetime extraction and experimental demonstration of stable cesium-containing tri-cation perovskite solar cells with high efficiency. Electrochimica Acta (IF=4.798), 2017.   https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013468617325446


编辑:罗莎  / 审核:林坤  / 发布者:一戈