本课题组与韩国汉阳大学Min Jae Ko教授课题组Wooyeon Kim等人合作的最新研究成果《Completely annealing-free flexible Perovskite quantum dot solar cells employing UV-sintered Ga-doped SnO2 electron transport layers》已成功发表在国际知名期刊Nature子刊《npj flexible electronics》。
随着科技的不断进步，柔性电子技术已经成为研究和应用的热点领域之一。这一领域不仅推动了便携式和可穿戴设备的创新，还为医疗健康、智能纺织品、能源存储和转换等多个行业提供了革新性的解决方案。柔性电子的快速发展为实现更高效、更环保、更智能的电子设备开辟了新的道路。李跃龙副教授长期致力于柔性电子的研究，尤其是在柔性光伏材料和器件的开发方面，研究团队专注于探索新型材料和制备技术，旨在提高柔性电子设备的性能和可靠性，拓宽其应用范围。
《Completely annealing-free flexible Perovskite quantum dot solar cells employing UV-sintered Ga-doped SnO2 electron transport layers》的第一作者Wooyeon Kim曾受李跃龙副教授邀请来南开大学进行访学交流。在访学期间，Wooyeon博士与南开大学的研究团队进行了深入的学术交流和讨论，分享了自己在光伏材料和制备工艺方面的丰富经验和深入见解。Wooyeon博士的访问加深了两个课题组之间的了解，为未来的国际合作奠定了坚实的基础。
传统的太阳电池制备方法往往需要高温退火过程，这对于基于柔性材料的太阳电池来说是一个重大挑战。高温不仅会损害柔性基底，还会限制太阳电池的应用范围。针对这一问题，Wooyeon Kim等人成功开发了一种基于UV烧结的Ga掺杂SnO2电子传输层（ETL），有效减少了能级不匹配问题，显著提高了太阳电池的光电转换效率。通过在室温条件下使用紫外光烧结技术，避免了高温退火过程对柔性基底的损害，实现了12.70%的高光电转换效率，为柔性钙钛矿量子点太阳电池的研发树立了新的标杆。
本课题组曾采用无退火工艺的负压蒸发（NPE）法，在室温下快速制备高品质电子传输层（ETL），有效提升了柔性钙钛矿太阳电池的效率。这一突破不仅简化了制备流程，也为柔性太阳电池的应用开辟了新道路。研究成果已在《ACS Applied Energy Materials》上发表，并申请了相关发明专利。
图（a） SnO2 CNR薄膜的UV烧结过程以及CsPbI3-PQD太阳电池的制作方法示意图。（b）使用不同SnO2作为ETL的最佳性能CsPbI3-PQD太阳电池的J-V特性（内嵌图：SEM测试的器件结构）。（c） 带有SnO2 ETLs的CsPbI3-PQD太阳电池的IPCE光谱及从IPCE计算得到的集成JSC。（d）在室温条件（25°C, 20% RH）下，每个基于SnO2的器件经过10天的稳定性测试所获得的标准化PCE（内嵌图：分别在1天和7天后，从每个SnO2上剥离的CsPbI3-PQD膜的XRD数据）。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41528-024-00305-3