云师大能源与环境科学学院杨培志在top期刊《Chemical Engineering Journal》发表最新研究成果发表题为《Two-Dimensional Ti3C2Tx-Patched-GO heterojunctionas charge booster and defect passivator for Stable, Carbon-Based inorganic perovskite solar cell》的最新研究成果。云南师范大学能源与环境科学科学学院（云南师范大学可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室）为唯一作者单位。

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Fig. 1. (a) Schematic diagram of M/G heterojunction by forming Ti-O-C bonds. TEM images of (b) Ti3C2Tx, (c) GO and (d) M/G. AFM images of (e) Ti3C2Tx, (f) GO and (g) M/G.

Highlights：

• •A MXene/GO two-dimensional heterojunction was prepared as a passivation agent for wide-bandgap PSC.

  •Using MXene/GO to adjust the energy band and reduce the potential barrier between perovskite thin films and carbon electrodes.
  

• •Compared with modifying a single two-dimensional material, the MXene/GO two-dimensional heterojunction significantly improves the stability of perovskite solar cells.
  

  
  

Abstract

Simultaneously manipulating the interfacial energetics to boost charge extraction and passivate defective nanostructure to suppress unwanted non-radiative recombination is of great importance to increase the power conversion efficiency and long-term stability of carbon-based perovskite solar cells (C-PSCs), which requires rational design of interfacial regulator. Herein, a novel two-dimensional (2D) Ti3C2Tx MXene patched graphene oxide (GO) heterojunction is fabricated as perovskite film plaster to improve the overall photovoltaic performance of C-PSCs. Arising from the nucleophilic substitution and dehydration reaction between MXene (Ti-O-) and GO (-C = OH+), the negative-charge-centered GO induced by the oxygen-containing functional groups is healed. As a result, this heterojunction not only aligns the perovskite/carbon energy-level and provides a channel for carrier transport, but also effectively solidifies the soft perovskite lattice, universally promoting the efficiencies up to 11.07% for inorganic CsPbIBr2 C-PSC and 15.04% for CsPbI2Br C-PSC with significantly improved stability.

https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.144315

Fig. 2. (a) TEM images of M/G. Element mapping images of M/G (b) Ti, (c) O and (d) C. XPS spectra of (e) C 1 s, (f) Ti 2p and (g) O 1 s.

Fig. 4. (a-d) Top-view SEM images and (e-h) surface potential mapping images of CsPbIBr2 films with and without capping layer treatment.

杨培志介绍

专业：材料学  职称：研究员（二级）

博士生导师   联系方式：pzhyang@hotmail.com

学术任职及兼职

1.      中国硅酸盐学会薄膜与涂层分会副理事长（2011年至今）

2.      中国可再生能源学会光伏专委会委员（2017年至今）

3.      中国材料研究学会太阳能材料专业委员会专家委员（2021年至今）

4.      云南省高校材料类专业教指委副主任（2018年至今）

主要招生专业及方向：

1.      农业工程（农业电气化与自动化：可再生能源材料与制备）

2.      清洁能源技术

3.      光电材料与器件

4.      新型薄膜太阳电池

主要研究方向：

太阳能光伏科学与工程，新型薄膜太阳电池，低维材料及其在能源领域的应用，新型光电材料与器件

主要学历及研究简历：

1989年9月-1992年6月，中国科学技术大学，硕士研究生，材料物理专业

1996年9月-1999年7月，中国科学院上海光机所，博士研究生，材料学

1999年8月-2001年11月，中国科学院上海硅酸盐所，博士后

2001年11月-2004年12月，中国科学院上海硅酸盐所晶体中心，课题组长

2001年11月-2003年2月，欧洲核子研究中心（CERN），Fellow

2004年12月-2008年7月，昆明物理研究所，研究员，博士生导师

2008年7月-至今，云南师范大学可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室，研究员，博士生导师

近五年的主要代表性论文：

1.      Furi Yan, Peizhi Yang*, Jiabao Li, et al.,  Healing soft interface for stable and high-efficiency all-inorganic CsPbIBr₂ perovskite solar cells enabled by S-benzylisothiourea hydrochloride, Chemical Engineering Journal, 430 (2022) 132781（中国科学院1区， IF: 16.744）

2.      Furi Yan, Jialong Duan*, et al., Peizhi Yang*, et al., Solution microcrystal enables a high-quality CsPbIBr₂ film to minimize intragranular charge recombination for air-stable, carbon-based photovoltaics, SCIENCE CHINA Materials, https://doi.org/10.1007/s40843- 022-2199-5（中国科学院1区，IF: 8.640）

3.      Jiabao Li, Furi Yan, Peizhi Yang*, et al., Suppressing Interfacial Shunt Loss via Functional Polymer for Performance Improvement of Lead-Free Cs₂AgBiBr₆ Double Perovskite Solar Cells, Sol. RRL, 2021, 2100791（中国科学院1区，IF: 9.173）

4.      Jiabao Li, Jialong Duan*, Xiya Yang, et al., Peizhi Yang*,  Review on recent progress of lead-free halide perovskites in optoelectronic applications, Nano Energy, 80 (2021) 105526（中国科学院1区，IF: 19.069）

5.      Jiabao Li, Jialong Duan*, Jian Du, et al., Peizhi Yang*, Alkali Metal Ion-Regulated Lead-free, All-Inorganic Double erovskites for HTM-free, Carbon-Based Solar Cells, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020, 12, 47408−47415（中国科学院1区，IF: 10.383）

6.      Qiming Yang , Wen Yang , Jialong Duan∗, Peizhi Yang* , A series of conducting gel electrolytes for quasi-solid-state quantum dot-sensitized solar cells with boosted electron transfer processes, Journal of Energy Chemistry, 27 (2018) 335–341（中国科学院1区， IF: 13.599）

7.      Qiming Yang, Jialong Duan, Wen Yang, et al., Peizhi Yang*, Nitrogen-doped carbon quantum dots from biomass via simple one-pot method and exploration of their application, Applied Surface Science, 434 (2018) 1079–1085（中国科学院2区，IF: 7.392）

8.      Tingting Zhang, Jinke Bai, Peizhi Yang*, et al., Bifacial dye-sensitized solar cells from transparent RuSe counter electrodes, Solar Energy 161 (2018) 159-162（中国科学院2区，IF: 7.188）

9.      符明富，杨 雯，李佳保等，杨培志^*，化学气相运输法制备正交黑磷，无机材料学报，2022，3（10）：1102-1108（SCI收录）

10.   蒋胤，李佳保，王琴等，杨培志^*，二硫化钼量子点的一步水热法制备与光学性能研究， 2022, 42(10): 1016001, 光学学报, 2022, 42(10): 1016001（EI收录）

近年来的获奖成果和荣誉称号：

1.        2022入选春城计划科技领军人才，被聘为春城产业导师

2.        2020年，“高效介观染料敏化太阳电池关键材料和器件的构建与性能调控”获云南省自然科学一等奖（排名第1）

3.        2016年，研发的雨天发电的太阳电池获十大光伏前沿技术

近年来主持的国家级或省部级重点项目：

1.      国家自然科学基金重点云南联合基金项目—基于二维材料的新型薄膜太阳电池及其多能集成性能研究（项目编号：U1802257，总经费251万元）

2.      国家自然科学基金云南联合基金重点项目—硅基薄膜材料及其高效太阳电池的基础研究（项目编号：U1037604，总经费175万元）

3.      国家自然科学基金项目—基于氮化硅基质的硅量子点的低温生长及其性能研究（项目编号：51362031，总经费：51万元）

4.      云南省创新团队项目—云南师范大学低维材料及其应用省创新团队（200万元）

5.      云南省基础研究重点项目—硅量子点薄膜的微波退火及其高效太阳电池的制备研究（项目编号：2017FA024，经费50万元）

6.      云南省基础研究重点项目—无机钙钛矿/硅叠层太阳电池的界面调控及双面捕光性能研究（项目编号：202201AS070023，总经费50万元）

7.      春城计划科技领军人才项目—基于双碳目标的高效太阳能利用材料与器件的研发（项目编号：2022SCP005，总经费1000万元）

参考来源：https://solar.ynnu.edu.cn/info/1187/3092.htm