钟新华教授团队再次刷新量子点敏化太阳电池效率纪录
日前，我校材料与能源学院钟新华教授课题组在量子点敏化太阳电池（QDSC）的研究再次取得重大突破，将该类电池的认证光电转换效率纪录从2017年由该课题组创造的12.07%提升到12.98%。相关研究成果“Boosting the Performance of Environmentally Friendly Quantum Dot-Sensitized Solar Cells over 13% Efficiency by Dual Sensitizers with Cascade Energy Structure” 在《先进材料》(Advanced Materials, 期刊影响因子：25.8)上发表 (论文在线链接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201903696 )。该工作主要由我校材料与能源学院首聘教授潘振晓博士和硕士研究生乐良完成, 同时得到了香港城市大学Zonglong Zhu, Alex K.-Y. Jen教授课题组的通力协作。
QDSC是用纳米尺寸的无机半导体（即通称的量子点）作为光捕获材料的光伏太阳电池。由于量子点优异的光电性能及敏化构型具有的器件结构简单等特点，QDSC具有 “高效率、低成本”潜质，近年来引起了产业及学术界广泛的关注。当前，该类电池研究的最主要任务一是进一步提高其光电转换效率，二是开发出不含铅、镉高毒性元素的“绿色”吸光材料。要实现太阳电池高的转换效率必须满足高的光捕获效率、电子注入效率以及电荷收集效率，然而通常采用的单一量子点敏化吸光材料很难同时满足这三方面的要求。该课题组采用具有梯次能级排布的Zn-Cu-In-Se和Zn-Cu-In-S两种环境友好“绿色”量子点作为共敏化吸光材料实现了上述三个参数的精细平衡。实验结果表明：1）采用共敏化吸光策略可以大幅增加量子点负载量，提高电池的光捕获能力，尤其是在可见光窗口； 2）得益于量子点负载量的增加，有效抑制了电荷复合损失，从而提高了电荷收集效率；3）归因于双吸光材料的梯次能级排布，共敏化吸光策略同时也提高了电子注入效率。受益于上述共敏化吸光策略的优势，组装出的共敏化QDSC取得了12.98%的认证效率。该结果为所有液结型量子点太阳电池的最高效率。
钟新华教授自2017引进到我校工作以来，以华农为第一完成单位相继在Chemical Society Reviews (IF: 40.1)， Advanced Materials (IF: 25.8)，Journal of Materials Chemistry A (IF: 10.7)等化学和材料期刊上发表SCI论文十余篇。相关工作得到了国家自然科学基金重点项目、面上项目、青年科学基金项目以及华南农业大学人才引进启动项目的资助。
（责任编辑：蒙丽）