华东师范大学研究生(华东师范大学研究生招生信息网)

华东师范大学研究生，华东师范大学研究生招生信息网

华东师范大学物理与电子科学学院方俊锋课题组针对高效锡铅钙钛矿电池中毒性铅含量较高这一关键科学问题，提出采用电置换反应法引入还原性铅源的研究思路和解决方案，实现贫铅钙钛矿电池效率和稳定性的同时大幅提升。相关工作于近期发表在Joule上。该工作以华东师大为第一单位，并与中科院宁波材料所合作完成。张文晓博士后为论文第一作者，方俊锋教授为论文唯一通讯作者。

具有窄带隙（1.2-1.4 eV）的锡铅钙钛矿太阳能电池（Sn-Pb PSC）有望实现根据肖克利-奎瑟极限得出的最大功率转换效率（PCE）。为了实现更高的效率和稳定性，通常，强毒性铅的含量至少占锡铅总摩尔量40%，进一步降低铅含量会导致器件效率断崖式下降。

方俊锋团队提出了一种新的电置换反应（GDR）法，通过同时使用铅粉作为铅源和还原剂来解决上述问题。铅粉可以充分还原前驱液中的Sn4+，并且不会还原Sn2+，同时抑制薄膜中碘单质的形成。基于此方法引入到前驱液中铅的摩尔含量通过电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）测得，薄膜的铅含量进一步通过XPS确认。最终制备的无易挥发性甲胺（MA）的钙钛矿器件在铅摩尔含量为8.5%和18.7%时，分别实现了18.34%和20.01%的效率，高于铅摩尔含量50%以上器件的效率。在氮气氛围（O2≤50 ppm）中储存2352小时或在最大功率点（MPP）下连续工作700小时后，未封装的器件分别保持原始效率的100%和81%。

铅的引入方式及其相应钙钛矿电池的器件性能

张文晓博士于2020年6月在中国科学院大学获得博士学位，同年7月入职华东师范大学物理与电子科学学院任博士后，主要从事锡铅钙钛矿电池效率和稳定性方面的工作，目前以第一作者在Joule, Adv Sci., J.Mater.Chem. A,Chem.Eng.J.等期刊发表论文5篇；获得国家自然科学基金青年基金、中国博士后科学基金面上和上海市“超级博士后”激励计划等项目资助。

方俊锋教授2019年5月以“紫江优秀青年学者”的身份加入华东师范大学物理与电子科学学院纳光电集成与先进装备教育部工程研究中心，长期从事光电材料与器件方面的研究工作，以通讯/第一作者在Joule, Sci. Adv., Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater.等期刊发表SCI论文100余篇，主持国家自然科学基金、中科院前沿科学重点研究计划、中科院百人计划等国家和省部级项目10余项。

来源：华东师范大学

论文链接

https://doi.org/10.1016/j.joule.2021.09.008

华东师范大学研究生(华东师范大学研究生招生信息网)