基于原位嵌入的全无机钙钛矿界面调控及高效稳定光伏器件的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51872338
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0207.无机非金属半导体与信息功能材料
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The advantage of high-efficiency as well as low-cost has made perovskite solar cells become a very promising technique in the photovoltaic fields. However, the organic components in widely-used perovskite (CH3NH3PbI3) materials are easily to decompose under moisture and elevated temperature, which retards the commercialization of perovskite solar cells.This proposal will focus on all-inorganic (CsPbI3) perovskite which has a promising chemical stability in theory. Concerning the relationship among the interface, component composition, device performance and stability, the applicant will explore new method to improve the efficiency and stability of inorganic perovskite solar cells from different points of view including molecular design, interface engineering, composition , crystal growth and morphology control. We target to build the relationship among the molecular structure, interfacial property and device performance of inorganic perovskite solar cells,and finally to make the controllable fabrication of inorganic perovskite solar cells with good stability and efficiency. The fulfillment of this proposal is supposed to provide independent intellectural property right of materials, device structure, theoritical basis and techniques for all-inorganic perovskite devices.
显著的效率和成本优势已经使钙钛矿太阳能电池在光伏领域展现出了巨大的应用前景。然而,常规钙钛矿材料(如CH3NH3PbI3)中的有机组份在湿热环境下易分解,导致其光伏器件稳定性离产业化标准尚存在较大差距。本项目以具有较高化学稳定性的全无机钙钛矿材料(CsPbI3)为基础,拟围绕全无机钙钛矿材料表界面及化学组份调控与器件效率及稳定性之间的构效关系,从分子设计、表界面工程、材料组份调控,晶体生长取向及薄膜形貌控制等角度,全方位探索提高全无机钙钛矿太阳能电池稳定性和光电性能的新方法;建立表界面分子的化学结构及物理特性与全无机钙钛矿材料稳定性及光电活性之间的关联机制,实现高效、稳定全无机钙钛矿太阳能电池的可控制备。本项目的实施有望为全无机钙钛矿太阳能电池的发展提供具有自主知识产权的材料体系和器件结构、以及理论基础和技术支撑。

结项摘要

本项目以具有较高化学稳定性的全无机钙钛矿材料(CsPbI2Br)为基础,提出了一种基于无掺杂P3HT空穴传输层的多策略来开发高效稳定的CsPbI2Br钙钛矿太阳能电池。围绕全无机钙钛矿材料表界面及化学组份调控与器件效率及稳定性之间的构效关系,全方位探索提高全无机钙钛矿太阳能电池稳定性和光电性能的新方法:一方面,噻吩甲胺乙酸盐(ThMAAc, Th)作为添加剂增强CsPbI2Br钙钛矿膜的α相稳定性,通过ThMAAc与PbI2的相互作用钝化CsPbI2Br钙钛矿膜的体缺陷;另一方面,在CsPbI2Br/P3HT界面引入具有不同官能团的BTCIC-4Cl (BT),抑制钙钛矿表面缺陷,促进空穴的提取。采用ThMAAc添加剂和BTCIC-4Cl修饰制得的器件获得了16.3%的PCE,开路电压(Voc)为1.31 V,未封装的优化器件在85℃老化530 h后,可保留97%的初始PCE,实现了高效、稳定全无机钙钛矿太阳能电池的可控制备。建立了表界面分子的化学结构及物理特性与全无机钙钛矿电池器件物理和材料物理之间的关联机制。本项目的顺利实施有望为全无机钙钛矿太阳能电池的可控制备提供了具有自主知识产权的材料体系、器件工艺、理论基础和技术支撑。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Perovskitoid-Templated Formation of a 1D@3D Perovskite Structure toward Highly Efficient and Stable Perovskite Solar Cells
Perovskitoid——1D@3D钙钛矿结构的模板化形成,实现高效稳定的钙钛矿太阳能电池
  • DOI:
    10.1002/aenm.202101018
  • 发表时间:
    2021-07-26
  • 期刊:
    ADVANCED ENERGY MATERIALS
  • 影响因子:
    27.8
  • 作者:
    Kong, Tengfei;Xie, Haibing;Bi, Dongqin
  • 通讯作者:
    Bi, Dongqin
Molecularly Tailored Engineering at SnO2/perovskite Interface Enabling Efficient and Stable FAPbI3 Solar Cells
SnO2/钙钛矿界面的分子定制工程可实现高效稳定的 FAPbI3 太阳能电池
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    ACS Energy Letters
  • 影响因子:
    22
  • 作者:
    Yang Zhang;Tengfei Kong;Haibing Xie;Jing Song;Yahong Li;Yuquan Ai;Yipeng Han;Dongqin Bi
  • 通讯作者:
    Dongqin Bi
Stable Layered 2D Perovskite Solar Cells with an Efficiency of over 19% via Multifunctional Interfacial Engineering
稳定%20分层%202D%20钙钛矿%20太阳能%20细胞%20with%20an%20效率%20of%20over%2019%%20via%20多功能%20界面%20工程
  • DOI:
    10.1021/jacs.0c13087
  • 发表时间:
    2021-03-04
  • 期刊:
    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
  • 影响因子:
    15
  • 作者:
    Huang, Yawen;Li, Yahong;Bi, Dongqin
  • 通讯作者:
    Bi, Dongqin

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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