科创中国

创新性地将一维长链分子PEG引入到半导体钙钛矿材料中，实现了三维网络有力支撑钙钛矿晶粒，显著改善了材料的成膜质量、大面积覆盖度和可重复性。此方法不仅可使钙钛矿太阳能电池器件的光电转换效率有了显著提高（光电转化效率提升50%），还能大幅提升器件在潮湿环境中的稳定性（70%的超高相对湿度下可稳定工作300小时）。同时，由于PEG分子的吸湿性和其与钙钛矿材料之间很强的分子间作用，此独特的结构设计首次实现了钙钛矿材料薄膜和光伏器件的新型自修复功能：在被水汽破坏后，1分钟内能够迅速恢复至原来的状态和效率。该工作发表在Nat. Commun. 6, 10228 (2016)，目前已被引用349次，并入选ESI 1% 高被引论文。
有机无机杂化CH3NH3PbI3钙钛矿材料自身遇水易水解的性质使器件的稳定性无法长久维持，如何从根本上使材料本身“抗水”是解决问题的关键。该成果解决了钙钛矿材料在潮湿环境中水解的难题，提供了解决潮湿环境下器件效率迅速减退的新思路，具有重要的科学意义和应用价值。