MC梳理｜2018年Michael Grätzel课题组的重要成果集锦！

瑞士洛桑联邦理工学院的Michael Grätzel教授课题组开创了介观材料系统中能量和电子转移反应领域的研究及其在能量转换系统中的应用，主要从事有机太阳能电池、钙钛矿太阳能电池的研究、以及水分解的光电化学装置的开发。

下面，我们简要介绍Michael Grätzel教授课题组2018年部分重要成果，供大家交流学习。

1.神奇的“树叶”会发电，奥地利地标建筑用上中国研发丨Joule

浙江大学王鹏与Michael Grätzel教授课题组合作首次研制出强耐久且能量转换效率达10%的无挥发染料敏化太阳能电池。基于理论计算和前期开发的模型染料C218，将氰基丙烯酸电子受体用三元苯并噻二唑-乙炔-苯甲酸替代，合成出具有更宽光谱响应的窄能隙有机染料C268，与宽能隙的染料SC4在二氧化钛表面共接枝，该器件在85 ^oC老化1000小时后，能量转换效率的保有率仍在90%以上，展现出良好的应用前景。

（Joule当期封面，内容为奥地利格拉茨的科技大厦）

Wang P, et al. Stable and Efficient Organic Dye-Sensitized Solar Cell Based on Ionic Liquid Electrolyte. Joule, 2019.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435118303349

2. 20%效率，多功能分子调控钙钛矿薄膜丨Nature Commun.

Michael Grätzel课题组提出一种多功能分子调制概念，可制备出高效稳定的钙钛矿太阳能电池。采用的双功能分子调节剂具有巯基-四唑（S）和苯基铵（N）两个部分。产生的SN连接方式钝化钙钛矿表面缺陷，并与钙钛矿相互作用，诱导FACs基钙钛矿的高质量晶粒形成。因此，无需采用反溶剂法，就可以获得高性能电池。对于1 cm²以上的活性区域，效率超过20％，并且具有优异的工作稳定性。

Bi D, Li X, et al. Multifunction almolecular modulators for perovskite solar cells with over 20% efficiency and highoperational stability. Nature Communications, 2018.

https://doi.org/10.1038/s41467-018-06709-w

3. 卤化金刚烷铵提高钙钛矿太阳能电池性能丨EES

钙钛矿太阳能电池（PSC）的效率目前受到非辐射复合损失的限制。一个潜在的损失通道是钙钛矿层与空穴传输层（HTL）的界面处复合。Michael Grätzel课题组首次开发出金刚烷基铵卤化物（ADAHX，X = Cl^-，Br^-，I^-），并可以与钙钛矿表面相互作用。因此，ADAHI在加入HTL时会减少非辐射复合，从而提高PSC光电压，平均值为1.185 V，效率高达22％。相对于带隙，损耗的最低值仅为365 mV，超过了最高效的硅太阳能电池。采用ADAHI改性HTL的器件在500小时内表现出优异的工作稳定性。

Tavakoli M M, et al. Addition of Adamanty lammonium Iodideto Hole Transport Layers Enables Highly Efficient and Electroluminescent Perovskite Solar Cells. Energy & Environmental Science,2018.

http://dx.doi.org/10.1039/C8EE02404A

4. 超稳高效钙钛矿太阳电池丨EES

Michael Grätzel联合Kai Zhu课题组采用bis-PCBM作为反溶剂中的路易斯酸，N-（4-溴苯基）硫脲（BrPh-ThR）作为钙钛矿溶液前体中的路易斯碱。路易斯碱和路易斯酸的结合可以协同钝化钙钛矿缺陷，增大晶粒尺寸和改善载流子的分离和传输，效率最高可达 21.7％。在室温下，放置3600 小时后，未密封的电池仍保持初始效率值的93％，同时具有优异的工作稳定性。

Zhang F,et al. Suppressing Defects Through Synergistic Effect of Lewis Base and Lewis Acid for Highly Efficient and Stable Perovskite Solar Cells. Energy& Environmental Science, 2018.

http://dx.doi.org/10.1039/C8EE02252F

5. DJ结构！苯二甲基胺用于稳定的甲脒基二维钙钛矿丨Nano Lett.

二维（2D）钙钛矿的间隙存在更大的疏水性有机阳离子，为优异的稳定性提供保障。Michael Grätzel等人首次采用新型双官能团，1,4-苯二基甲铵（PDMA）用于甲脒（FA）基Dion-Jacobson（DJ）二维钙钛矿太阳能电池，其特征为BFA_n-1Pb_nI_3n+1。研究表明，PDMA基的二维钙钛矿器件的效率超过7％，稳定性大幅度提升。这为稳定的钙钛矿材料的设计开辟了一条新的途径。

Li Y, et al. Bifunctional Organic Spacers for Formamidinium-Based Hybrid Dion-Jacobson Two-Dimensional Perovskite SolarCells. Nano Letters, 2018.

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.8b03552

课题组简介：

Michael Grätzel教授   瑞士洛桑联邦理工学院界面与光子学实验室主任、国际著名科学家，主要从事有机太阳能电池和钙钛矿太阳能电池的研究；开创了介观材料系统中能量和电子转移反应领域的研究及其在能量转换系统中的应用，特别是光伏电池和光电化学装置，用于将水分解为氢气和氧气，以及通过太阳光减少二氧化碳。以及锂离子电池中的电力储存。并与BrianO' Regan教授共同发明了染料敏化太阳能电池，后来也被称为Grätzel电池。

在国际学术期刊上发表论文1500多篇，包括Nature、Science、Nat. Nano.、Nat. Mat.、J. Am. Chem. Soc.、Angew.，Adv. Mater.等，论文已被引用超过了227000，H因子218，成为全世界论文引用次数最多的三位科学家之一；撰写了两部著作，拥有专利50多项。

曾任美国加大伯克利分校、法国巴黎高师、荷兰代尔夫特工业大学等世界知名学府客座教授，是瑞士化学会会士、德国科学院院士、以色列化学会荣誉会士、英国皇家化学会会士；多次获得国际大奖，包括欧洲千禧年创新奖（2000）、英国皇家化学会Faraday奖（2001）、荷兰Havinga奖（2001）、意大利Italgas奖（2004）、德国Gerischer奖（2005）、以色列Harvey奖（2007）、瑞士化学学会的Paracelsus奖（2008）、菲律宾国王国际科学奖（2008）、Samson总理替代燃料创新奖（2009）、爱因斯坦世界科学奖（2012）、Marcel Benoist奖（2013）。

课题组主页：

https://lpi.epfl.ch/

Michael Grätzel教授介绍染料敏化太阳能电池制备时，用的就是我们WS-650Mz-23NPPB的匀胶旋涂仪