厉害！中山大学！半个月内把纳米技术和科学发给自然！

上周，中山大学物理学院王雪华教授和刘进教授的研究团队提出、设计并制作了单个量子点嵌入角光栅微环谐振腔的集成量子光源结构，实现了世界上最亮的芯片型触发轨道角动量的单光子源。研究成果发表在《自然纳米技术》(doi:10.1038/s 41565)上。最近，中山大学物理学院的李俊涛教授与澳大利亚国立大学的凯莉·r·凯奇波尔(Kylie R. Catchpole)和托马斯·p·怀特(Thomas P. White)合作，在《科学》杂志上发表了一项重要的研究成果。本文接下来将介绍这一成果。

第一作者:彭钧。

记者:李俊涛，凯莉·r·凯切波尔，托马斯·p·怀特。

澳大利亚国立大学，中山大学。

DOI:10.1126/科学. abb8687

目前，高效的私营保安公司面临两大挑战:

1.减少界面复合，使Voc和FF最大化，而不妨碍电荷提取。

2.在更大的PSCs区域内保持高效率，尤其是高FF。

1.作者提出了一种新的电子传输层(ETL ),以纳米图案化的TiO 2纳米棒阵列代替常用的介孔TiO 2(meso-TiO 2)电子传输层。

2.超薄聚合物钝化层可有效钝化并生成纳米级图案化ETL-钙钛矿界面，从而在保持优异电荷提取和界面传输性能的同时获得高Voc，实现低串联电阻和高FF。

3.认证功率转换效率(PCE)高达21.6%，在1 cm2的大面积PSCs上FF高达0.839。在Voc=1.240 V，FF=0.845的条件下，约0.1.65 cm2的小面积PSCs的PCE可以达到约23.1.7%。

4.这项工作证明了ETL形貌、界面钝化和ETL-钙钛矿界面上电荷传输之间的重要相互作用。

图1。已记录PSC的认证性能

图二。具有纳米结构和用于纳米图案化的可控PSCs光伏参数的TiO2 ETL的统计分布。

关键点:

1.通过将纳米图案化的ETL与无掺杂剂的混合空穴传输层(HTL)相结合，这种结构可以通过钝化界面改变钝化层的空间分布，从而提供有效的钝化和优异的电荷提取。制备并获得了65438±0 cm2的大面积PSCs，其认证PCE达到265438±0.6%，FF达到0.839。

2.这种纳米级图案化结构可以与使用纳米压印技术的商业规模制造兼容，并且某种形式的自组装ETL纳米结构也可以提供足以形成穿过钝化层的局部接触的不规则表面。

图3。理论模拟结果

关键点:

1.作者利用三维(3D)数值模拟研究和解释了纳米结构界面的性能，准确再现了FF增强和观察到的纳米尺度几何图案的实验趋势。

2.模拟和实验分析表明，这种纳米界面为ETL-钙钛矿界面上暴露的纳米棒的面积分数和复合活性缺陷的密度设置了合理的界限。

3.TiO2纳米棒没有被PMMA:PCBM(聚甲基丙烯酸甲酯:苯基-c 665438+丁酸甲酯)钝化材料完全包覆，局部暴露的低电阻接触区域直接类似于高效硅太阳能电池中的局部接触结构。

图4。1cm2钙钛矿电池的器件性能和长期稳定性测试。

关键点:

1.作者发现无离子混合空穴传输层(HTL)提供了与掺杂替代物相似的电池性能。

2.在暴露于85%和85%的相对湿度下1000小时后，包含ETL和HTL的新组合的封装电池仍然保持>:90%的初始效率。

原始链接:

https://science.sciencemag.org/content/371/6527/390

李俊涛

李俊涛，现任中山大学物理学院教授，主要从事利用电子束直写设备研究半导体平板微纳结构中的光场调控。研究方向:纳米字母(2018)、激光&；光子学评论(2018)，ACS光子学(2017)ESI)用于超薄太阳能电池的准随机陷光微纳结构(Nature communication s(2013))近红外硅基激光器(laser & amp；光子学评论(2018))高亮度单光子光源与微纳结构中的量子控制(Optics Express (2008) ESI高引用)及其应用(Nature communication s(2018)，Phys. Rev .列特(2014)等。