【鲁大要闻】我校研究生在钙钛矿太阳能电池领域取得创新成果

近日，我校2023级物理学专业硕士研究生李泳嘉在导师张树芳教授的指导下，于钙钛矿太阳能电池这一国际前沿研究领域取得系列创新成果，并以第一作者分别在国际权威期刊《Chemical Engineering Journal》（一区TOP）和《Small》（二区TOP）《Applied Surface Science》（二区）《Journal of Materials Chemistry C》（二区）发表四篇高水平学术论文，这一系列成果为解决该领域面临的效率、稳定性及环境安全性方面的难题提供了有效解决方案。

钙钛矿太阳能电池被誉为下一代颠覆性光伏技术，具有成本低、效率高的巨大潜力，但其商业化进程一直受限于器件的长期稳定性以及铅泄漏环境风险。李泳嘉同学的研究工作，构思巧妙，形成体系，从不同角度提出了创新性解决方案。

仿生智能界面：为电池穿上“防护网”。李泳嘉巧妙地将一种常见的氨基酸——谷氨酸引入到电池的电子传输层。这种分子能在特定条件下自动聚合，形成一张稳固的“分子网络”。这张网不仅能“修补”材料界面的缺陷，提升电池的效率和寿命，更能在电池意外损坏时，像“安全网”一样牢牢抓住铅离子，极大降低了铅泄漏的风险，为环境安全上了一道“智能保险”。

多功能添加剂：一举多得的“性能优化师”。李泳嘉在研究中使用了一种“聪明”的多功能聚合物添加剂。它在钙钛矿结晶过程中扮演了“导演”的角色，利用其两亲特性，引导晶体生长得更大、更规整，从而显著减少了内部缺陷。同时，它自身的特殊结构还能形成疏水屏障，增强电池的耐湿性，并同样具备固定铅离子的能力。这种“一石三鸟”的策略，简单有效地提升了电池的效率、稳定性和环境友好性。

天然植物萃取：构建“双保险”环保防线。李泳嘉创新性地将天然植物马齿苋中提取的有效成分用于界面修饰。该天然分子不仅能优化薄膜质量、提升性能，其固有的铅结合特性还能有效固定铅。研究进一步构建了“界面修饰层+生物封装层”的双保险机制，将铅泄漏量抑制到远低于安全标准的极低水平，为开发真正“绿色”的太阳能电池提供了可持续的解决方案。

导电螯合剂：协同提升性能与安全。李泳嘉将一种多功能导电螯合剂引入SnO2电子传输层，该多功能导电螯合剂如同一名“多面手”，不仅能改善SnO2薄膜的质量、钝化其表面缺陷，还能像“锚”一样帮助上层的钙钛矿生长得更均匀。更值得一提的是，其本身具有导电性，在提升界面电荷传输效率的同时，其螯合特性还能在器件生命周期内原位固定铅离子，实现了效率、稳定性与环境安全性的协同提升。（物理与光电工程学院 通讯员：张永杰）