以新穎兩步法製備3D/2D錫鈣鈦礦太陽能電池
錫鈣鈦礦電池可以解決鉛鈣鈦礦電池的毒性問題，但是其穩定性是一大挑戰。本研究是利用兩步法來製備3D/2D錫鈣鈦礦太陽能電池，其中第一步先製備FA/GA之錫鈣鈦礦(E1G20)，第二步在E1G20上以HFP為溶劑，將八種不同的有機陽離子分別塗佈上去而形成3D/2D的結構。其中以AN陽離子所形成的元件其光電轉換效能高達10.6%，且未封裝的AN元件在大氣環境下可以穩定150小時且在加熱循環下呈現出自我修復的能力。這篇論文被選為ACS Editor Choice Article，從2021三月開始連續半年每個月都榮獲該期刊Most Read Article，至2021年十一月為止已被閱讀了超過12200次，且以被引用了19次之多，可見本論文在能源領域受重視的程度。
Efat Jokar, Po-Yuan Cheng, Chia-Yi Lin, Sudhakar Narra, Saeed Shahbazi and Eric Wei-Guang Diau,* “Enhanced Performance and Stability of 3D/2D Tin Perovskite Solar Cells Fabricated with a Sequential Solution Deposition”, ACS Energy Lett. 6, 485 (2021).
利用兩步法製備自組裝單層分子結構錫鈣鈦礦太陽能電池
以兩步法製備錫鈣鈦礦是本實驗獨創的技術。與傳統一步法比較，兩步法的優勢是可以有效的調控錫鈣鈦礦薄膜的參數而有效地製備大面積元件。我們的研究成果顯示，錫鈣鈦礦太陽電池的電洞傳輸層(HTM)可以被其它穩定性較佳且較疏水的HTM取代，這也是因為使用了兩步法的製程才有可能辦到。本研究中我們使用自組裝單層分子結構(SAM)的概念，利用兩步法製備錫鈣鈦礦太陽能電池效率達6.5%，此SAM元件不須昂貴的高分子HTM (如PEDOT: PSS)也可以運作，使得無鉛鈣鈦礦太陽能電池的產業化進程又向前邁進一大步。
Donghoon Song, Sudhakar Narra, Meng-Yu Li, Jian-Sing Lin and Eric Wei-Guang Diau*, “Interfacial Engineering with a Hole-Selective Self-Assembled Monolayer for Tin Perovskite Solar Cells via a Two-Step Fabrication”,ACS Energy Lett. 6, 4179 (2021).