近日，材料与化学类TOP期刊Chemical Science全文报道了我校环科院环境能源材料团队在钙钛矿太阳能电池领域的最新进展：“3D hole-transporting materials based on coplanar quinolizinoacridine for highly efficient perovskite solar cells”（DOI：10.1039/C7SC03543H）。南京信息工程大学是此论文的第一通讯单位；环科院张明道副教授为该论文的第一作者。Chemical Science杂志（SCI一区）当前影响因子为8.668。
进入21世纪以来，能源危机成为了人类共同面对的挑战。钙钛矿太阳能电池由于具有高效率、低成本、易制造等潜在优势，已经成为全世界应对能源危机的研究热点。该论文针对传统空穴传输材料在空穴传输、合成成本、稳定性等方面的不足，提出了钙钛矿太阳能电池中空穴传输材料的全新概念：具有共平面三苯胺核心的3D空穴传输材料。基于此开发的电池效率从10.8％提高到16.4％，同等条件下超过了明星材料Spiro-OMeTAD（14.8％），实现了钙钛矿太阳能电池的高效率、低成本、易制备和高稳定性。通过DFT理论计算模拟、瞬态荧光光谱、原子力显微镜等手段，阐明了文中新材料在能级匹配、疏水性、空穴注入效率和光电转换能力等方面的优势。
此论文是在环科院环境能源材料团队的前期研究基础上（J. Mater. Chem. A, 2014, 2, 14883；RSC Adv., 2015, 5, 3720-3727；Dyes Pigment, 2017, 140, 278; Dyes Pigment, 2017, 140, 589等）完成的。未来，该团队还将在绿色能源的收集、转化、存储、产业化等方面继续开展研究。
据悉，此项研究受到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、国家留学基金等项目的资助，并且得到了南信大环科院优势学科、省重点实验室和协同创新中心的支持。
图：基于3D三苯胺空穴传输材料的钙钛矿太阳能电池能级匹配示意图