青島科技大學周忠敏團隊在Nature Photonics發(fā)表最新研究成果

11月24日，青島科技大學化學與分子工程學院、高性能有機光學聚合物與先進制造全國重點實驗室周忠敏教授團隊在Nature Photonics期刊發(fā)表題為“In situ dynamic regulation of strain at the buried interface of stable perovskite solar cells（穩(wěn)定鈣鈦礦太陽能電池埋底界面應變的原位動態(tài)調控）”的研究論文。

論文截圖
青島科技大學為論文第一單位，青島科技大學化學與分子工程學院2024級博士研究生張家康為論文第一作者，周忠敏、中國科學院青島生物能源與過程研究所逄淑平、東南大學李崇文、上海交通大學王言博為論文共同通訊作者。

周忠敏教授在實驗室指導研究生（右二為周忠敏）
近年來，鈣鈦礦太陽能電池因其優(yōu)異的光電性能、溶液可加工性和低制造成本而受到廣泛關注，其效率已超過27%，媲美成熟的硅基光伏技術。然而，在實際運行環(huán)境中，鈣鈦礦器件持續(xù)面臨多種環(huán)境應力因素的共同作用，這些因素協(xié)同導致缺陷積累并加速器件性能衰減，成為限制其商業(yè)化應用的核心瓶頸。
為此，周忠敏教授團隊聯(lián)合中科院青島能源所逄淑平研究員、東南大學李崇文教授、上海交通大學王言博教授提出了一種針對鈣鈦礦太陽能電池埋底界面的構象工程策略，通過從1,1-二苯乙烯逐步演化為1-辛基-2-(1-苯基乙烯基)苯和二乙氨基羥基苯甲酰己基苯甲酸酯，構建了一個多功能分子系統(tǒng)。該研究系統(tǒng)解耦了這些添加劑在紫外屏蔽、應變調控和化學鈍化方面的獨立貢獻，并結合原位表征技術揭示了光暗循環(huán)過程中動態(tài)界面應變調控對提升器件穩(wěn)定性的關鍵作用。所制備的器件在0.09平方厘米和20.5平方厘米有效面積下分別實現(xiàn)26.47%和22.67%的光電轉換效率，并在ISOS-L-II連續(xù)光照測試1132小時后保持96.2%的初始效率，在ISOS-LC-1晝夜循環(huán)測試348小時后保持88.8%的效率。該研究為通過構象工程驅動的多功能策略設計高穩(wěn)定性鈣鈦礦太陽能電池提供了創(chuàng)新范式。

工程化分子的結構與功能表征

鈣鈦礦埋底界面的改善

鈣鈦礦器件的光伏性能與穩(wěn)定性

光暗循環(huán)過程中的應力與缺陷演化
據悉，該課題得到國家自然科學基金、山東省重點研發(fā)計劃、青島市自然科學基金等項目資助。

周忠敏教授
人物簡介：周忠敏，青島科技大學化學院教授，博士生導師，山東省泰山學者青年專家。研究方向為高效穩(wěn)定鈣鈦礦太陽能電池的開發(fā)，目前以通訊作者在Nat. Photon., Nat. Commun., Matter, Angew. Chem. Ed. Int. (10篇), Adv. Mater. (2篇), Adv. Energy Mater. (2篇), Adv. Funct. Mater. (2篇), ACS Energy Lett.(2篇), CCSChem. 等期刊上發(fā)表SCI論文60余篇，引用大于5000次；主持（包括結題）中國博士后基金、國家自然科學青年基金和面上基金、山東省泰山學者工程項目、山東省重點研發(fā)計劃子課題和青島市自然科學基金等。
論文鏈接https://www.nature.com/articles/s41566-025-01808-9