2015年11月15日00:00 张琳
近日,材料学院液固结构演变与加工教育部重点实验室于化顺课题组2011级硕博连读研究生赵国庆一篇题为“Stable ultrathin partially oxidized copper film electrode for highly efficient flexible solar cells”的论文在Nature Communication(Nature Comm.Volume:6, Article number:8830DOI:doi:10.1038/ncomms9830,IF = 11.470)上发表。该文章报道了一种低价、稳定、高效的氧化物-金属-氧化物(OMO)结构柔性透明导电电极及应用此电极开发的高光电转化效率的有机太阳能电池。
目前,昂贵的透明电极材料(ITO)制约着柔性光电及光伏器件的发展。常见报道的替代品(例如:金属纳米线、石墨烯)制备工艺复杂,性能稳定性较差很难实现大规模生产从而替代ITO。OMO结构电极稳定性好,同时制备方法(真空镀膜)能够与Roll-to-Roll工艺兼容,通过改造现有ITO生产线即可实现产业化。OMO结构的光电性能取决于中间夹层金属的结构。超薄连续的金属层能够同时实现较好的光电性能。然而金属在氧化物基底上的岛状(V-W)生长模式导致很难获得厚度小于10nm的连续薄膜。该论文报道了通过反应溅射沉积(引入极微量的O2)调控金属薄膜(Cu)的生长过程从而获得超薄(<5nm )连续的铜膜(微氧化)的新方法,并首次对其机理进行了初步分析。同时,与传统的zno/cu/zno及ito电极相比较,zno/cu(o)/zno结构电极展现出优异的光电性能(可见光区透过率Tave.= 83%,面电阻Rs<10Wsq -1)。采用该电极的电池器件展现出更高的光电转换效率(PCE = 7.5%)。同时该文对机理的揭示也为实现金属薄膜的结构可控生长提供了新的途径。
2014年赵国庆作为山大选派的“国家建设高水平大学公派留学研究生项目”联合培养博士生前往韩国材料研究所(Korea Institute of Materials Science, KIMS)从事“柔性透明薄膜电极”课题的科学研究。他勤奋刻苦,勇于创新,不断取得科研进展,目前该生仍在联培阶段。指导教师为我院于化顺教授与韩国KIMS的Jungheum Yun,Gunhwan Lee研究员。
于化顺教授课题组主要从事金属基复合材料、功能硼化物陶瓷等新材料开发及产业合作;Jungheum Yun研究员主要从事柔性光电薄膜的制备与研发。两个课题组间有着长期的合作关系。材料学院硼化物研究室闵光辉教授、于化顺教授均曾在KIMS做高级访问学者。先后有近10名博士生到KIMS进行联合培养攻读博士学位。