科研学术

　　光电学院李世彬教授专注于基于钙钛矿、PDMS等材料的光电器件（太阳能电池，探测器和传感器等）及其在柔性电子技术领域的应用研究。2017年，李世彬教授在钙钛矿材料及光电器件应用领域发表中科院JCR一区论文8篇。其中，分别发表于Nano Research，Journal of Power Sources，Nano Energy的3篇论文入选2017年ESI高被引论文；有3篇论文的影响因子大于10（包括1篇Advanced Materials，IF=19.791，2篇Nano Enegy，IF=12.343）。电子科技大学均为这些论文的第一署名单位，李世彬教授为论文的第一作者或导师通讯作者。

  图1：(a)Al₂O₃钝化ZnO表面抑制自由电子复合；(b)Al₂O₃对ZnO光催化的抑制

　　李世彬教授和他指导的学生一起，系统深入地研究了光伏器件的自由载流子复合机理，提出了抑制钙钛矿光伏器件载流子复合的多种方法。通过替位掺杂、原子层沉积等技术钝化了载流子传输层的缺陷，极大提升了电子传输层抽取钙钛矿器件光生载流子的能力；采用混合溶剂工艺研究制备了多孔的碘化铅前驱体，调控了钙钛矿的晶界，从而有效抑止了光生载流子在长程传输过程中的损耗。如图1所示，针对ZnO电子传输材料表面缺陷浓度较高复合严重的固有缺陷，提出了原子层沉积（ALD）超薄的三氧化二铝（Al₂O₃）钝化ZnO电子传输层缺陷的关键技术方法，抑制了光生载流子的损耗，提升了光伏器件性能。此外，Al₂O₃可以有效地抑制ZnO的光催化活性，进而提升器件的稳定性。（成果见论文列表1、2和4、5）

图2：氧化钛的替位掺杂策略降低了缺陷密度

　　如图2所示，为了提升钙钛矿太阳能电池电子传输层的性能，团队对常用的TiO₂电子传输层进行了缺陷态调控，经研究发现，Li+和Fe3+可以有效的替换TiO₂中的氧空位，提升电子传输层的传输性能和电子抽取速率，进而提升太阳能电池的性能。（成果见论文列表中的3和7）

图3 混合溶剂冲洗提升了钙钛矿薄膜的结晶质量及晶粒尺寸

　　如图3所示，团队针对传统的两步法，通过调控薄膜生长的溶剂配比和温度，制备出了多孔碘化铅前驱体，增加了碘化铅前驱体的比表面积，从而有效地控制碘化铅前驱体完全向钙钛矿的转化，减少钙钛矿薄膜中的碘化铅残留，提升了钙钛矿太阳能电池的性能。采用新颖的混合溶剂工艺方法，调控了反溶剂的极性和挥发性，发现钙钛矿生长过程中的晶界“缝合效应”，制备出表面粗糙度更低的三阳离子基团钙钛矿薄膜，制备出高效率的三基团钙钛矿太阳能电池。（成果见论文列表中的2和6）

　　论文链接：

　　1.Li Shibin*, Zhang Peng, Wang Yafei, et al. Interface engineering of high efficiency perovskite solar cells based on ZnO nanorods using atomic layer deposition. Nano Research (IF=7.354), 2017, 10(3): 1092-1103.（2017年ESI高被引论文）

　　https://link.springer.com/article/10.1007/s12274-016-1407-0

　　2.Li Shibin*, Zhang Peng, Chen Hao, et al. Mesoporous PbI2 assisted growth of large perovskite grains for efficient perovskite solar cells based on ZnO nanorods. Journal of Power Sources (IF=6.395), 2017, 342: 990-997.（2017年ESI高被引论文）

　　http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S037877531730023X

　　3.Liu Detao, Li Shibin*, Zhang Peng, et al. Efficient planar heterojunction perovskite solar cells with Li-doped compact TiO2 layer. Nano Energy (IF=12.343), 2017, 31: 462-468.（2017年ESI高被引论文）

　　http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285516305134

　　4.Zhang Peng, et al., Li Shibin*, Perovskite Solar Cells with ZnO Electron‐Transporting Materials. Advanced Materials (IF=19.791), 2017. 　　http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201703737/full

　　5.Zhang Peng, Wu Jiang, et al.，Li Shibin*, Enhanced efficiency and environmental stability of planar perovskite solar cells by suppressing photocatalytic decomposition. Journal of Materials Chemistry A (IF=8.867), 2017, 5(33): 17368-17378.

　　http://pubs.rsc.org/-/content/articlehtml/2017/ta/c7ta04014h

　　6.Wang Yafei, et al., Li Shibin*, Stitching triple cation perovskite by a mixed anti-solvent process for high performance perovskite solar cells. Nano Energy (IF=12.343), 2017, 39: 616-625.

　　https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285517304597

　　7.Gu Xiangling, Wang Yafei, et al. Li Shibin*, Enhanced electronic transport in Fe3+-doped TiO2 for high efficiency perovskite solar cells. Journal of Materials Chemistry C (IF=5.256), 2017, 5(41): 10754-10760.

　　http://pubs.rsc.org/-/content/articlehtml/2017/tc/c7tc03845c

　　8.Zhang Rui, Liu Detao, et al., Li Shibin*, Theoretical lifetime extraction and experimental demonstration of stable cesium-containing tri-cation perovskite solar cells with high efficiency. Electrochimica Acta (IF=4.798), 2017. 　　https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013468617325446