近日,陕西省教育厅和陕西省学位委员会下发了《关于公布2024年陕西省优秀博士学位论文评选结果的通知》(陕教〔2024〕39号),我院张静茹博士的学位论文《全无机钙钛矿太阳电池薄膜结晶调控和器件结构的优化研究》入选,这是我院连续三年取得的省优秀博士学位论文。我院聚焦研究生教育内涵发展,不断完善过程监控与评价机制,体现了研究生人才培养取得的显著成效。
作者简介:张静茹,陕西渭南人,2019年就读于陕西师范大学材料科学与工程学院,于2022年6月获博士学位,导师刘生忠教授。现为陕西科技大学轻工科学与工程学院柔性电子系专任教师,硕士生导师,主要从事薄膜光电材料的制备与相关器件研究。
入选第九届中国科协“青年人才托举工程项目”,主持并参与国家级科研项目3项。以第一/通讯作者发表包括Advanced Materials,Angewandte Chemie International Edition,Advanced Energy Materials,Advanced Functional Materials等论文10篇。授权专利1项,参编专著1部。

论文题目:《全无机钙钛矿太阳电池薄膜结晶调控和器件结构的优化研究》
论文简介:论文属于薄膜太阳电池研究领域,是光伏领域备受瞩目的前沿课题之一。论文针对无机钙钛矿太阳电池光电转换效率低和器件稳定性差两大核心问题,对活性层改性和器件结构优化进行了系统的研究,成功制备出兼具高光电转换效率和优异长期稳定性的全无机钙钛矿太阳电池。具体工作如下:
1.构建了3D-2D-0D维度异质结作为界面修饰材料,并将其首次引入全无机CsPbI2Br钙钛矿电池中进行界面钝化,优化了界面能级,同时表面的低维材料提高了薄膜疏水性,实现了器件光电性能和稳定性的双重提升。
2.研究了有机碘盐对3D-0D异质结表面的影响,实现了有机碘盐对表面低维材料耦合的有效调控。此外,有机碘盐可通过离子交换在薄膜表面形成超薄富碘钙钛矿层,产生适当的带边弯曲,改善载流子收集,减少了电荷重组损失并显著提高空穴提取效率。
3.发展了钙钛矿薄膜的熔盐辅助结晶法,该方法增强了钙钛矿薄膜退火过程中质子的面内传输,实现了活性层结晶的动力学调控。这一创新方法有效提高了钙钛矿薄膜的结晶质量,减小了器件开路电压损失,成功制备出1.2V开路电压的CsPbI3太阳电池。
4.创新性设计了偶极界面终端,通过控制偶极分子的数量,实现了薄膜介电性能的精确调控。该方法减小了缺陷捕获截面,削弱了缺陷捕获能力,同步提升了器件光电转换效率和稳定性,获得了CsPbI3太阳电池最高的光电转换效率。
导师简介:刘生忠,陕西师范大学特聘教授,博士生导师。1983年毕业于陕西师范大学,获学士学位;1986年毕业于兰州大学化学系,获硕士学位;1992年在美国西北大学(Northwestern University)获博士学位。1992-2011年间,先后在美国Argonne National Laboratory(阿贡国家实验室)、Solarex、BP Solar、United Solar从事研究工作。2012年回国工作,任陕西师范大学新能源高等技术研究院院长,陕西省能源新材料与器件重点实验室主任、陕西师范大学陕西省能源新技术工程实验室主任。研究领域集中在太阳能电池、钙钛矿单晶材料、纳米材料、薄膜材料、光电功能材料、激光表面处理和光伏技术的开发、放大和生产。担任J. of Energy Chemistry期刊(Elsevier)国际顾问、Advanced Functional Materials客座编辑、Scientific Report编委、Nano Select副主编。发表SCI论文400余篇,获授权专利100余项。连续多年入选高被引科学家榜单,H-index 183。

撰稿:董芬芬 张静茹 审核:刘治科 张雯谦