報告題目：高效聚合物和平面鈣鈦礦太陽電池的界面調控
報 告 人：李昌治研究員
報告時間：2018年9月15日（周六）上午10:00
報告地點：化學樓二樓一號會議室
邀 請 人 ：李忠安教授
報告人簡介：
李昌治，男，浙江大學研究員、博導，硅材料國家重點實驗室骨干研究員。本科和博士畢業于復旦大學化學系，研究生期間受復旦和中科院上海有機化學研究所聯合培養。之后分別在日本東京大學和科學技術振興機構，美國華盛頓大學從事研究工作。于2015年入選國家青年計劃全職加入浙江大學工作，先后獲得浙江省杰出青年基金項目和國家基金委優秀青年科學基金項目資助，作為項目負責人承擔國家自然科學基金面上項目和科技部國際合作重點專項項目。研究工作致力于功能高分子和超分子的光-電和光-化學能轉換研究，同時通過產學研結合發展薄膜光伏清潔能源。成果包括發表90余篇SCI論文，其中包括 Nature、Adv. Mater.、J. Am. Chem. Soc.和Energy. Environ. Sci. 等期刊，論文引用超過 5000次，H-因子38。
報告摘要：
高效聚合物和平面鈣鈦礦太陽電池多采用電子/空穴界面層三明治夾層活性層的器件結構，因此界面材料的發展對于器件性能起著重要作用，可實現活性層和電極之間的歐姆接觸、電荷選擇性傳輸并調控功能層的光場、電場分布等，是突破聚合物和鈣鈦礦太陽電池的效率和穩定性瓶頸一個重要手段。目前廣泛使用的聚電解質類界面材料多為絕緣材料，如聚乙烯亞胺（PEI）、乙氧基化聚乙烯亞胺（PEIE）、聚芴（PFN），厚膜增加導致器件界面阻抗急劇提升，往往只有5-10 nm 的超薄膜才能實現最佳器件佳能，這樣為器件加工工藝帶來挑戰，同時失去界面層的一些功能性，如厚膜被覆阻隔水氧。同時鈣鈦礦太陽電池器件中螺芴類（Spiro-OMeTAD）和聚芳胺（PTAA）空穴傳輸材料由于自身遷移率偏低，需要引入額外離子摻雜劑來提高空穴傳輸性能，然而這會降低器件的穩定性，限制了其進一步應用。另外一方面，如何優化設計界面分子來促進薄膜太陽電池的器件性能有待進一步探索。
報告中，我們介紹針對聚合物和鈣鈦礦材料的光電轉換特性，發展了系列自摻雜或免摻雜的新型共軛光電分子，優化并調控活性層和電極間歐姆接觸以及電荷選擇性提取，實現高效穩定聚合物和平面鈣鈦礦太陽電池。我們工作中揭示銨鹽和磷鹽中一類 Lewis 堿性陰離子可對富勒烯等半導體分子進行n 型摻雜，通過離子誘導電子轉移（AIET）機制發展一類可溶液加工的n 型摻雜導電分子。同時，我們發展了一類新型空穴/電子傳輸材料用于制備鈣鈦礦p-i-n反式器件，實現無遲滯的高效穩定鈣鈦礦太陽電池。以上工作為新型界面分子設計提供了新思路。
