郑南峰教授课题组与谭元植课题组合作，在钙钛矿型太阳能电池的研究方面取得重要进展，相关结果以”Well-Defined ThiolatedNanographene as Hole-Transporting Material for Efficient and Stable Perovskite Solar Cells”为题，发表在《美国化学会志》上(J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/jacs.5b06493)。
钙钛矿型太阳能电池因其优异的光电转换性能和较低的制备成本受到人们的广泛关注与研究。该项合作研究成功地将功能化纳米石墨烯分子应用于钙钛矿太阳能电池的空穴传输层，作为一类全新的空穴传输材料，在无掺杂的条件下所制备的钙钛矿太阳能电池可获得了12.8%的光电转化效率。通过石墨烯片掺杂，该钙钛矿电池的光电转化效率可以进一步提高到14.0%。充分利用纳米石墨烯分子具准确结构、易化学修饰调变其能级的特点，通过对比同系列的全硫醇化纳米石墨烯，证明了HOMO（最高填充轨道）能级是决定太阳能电池效率的关键因素之一，而铅-硫键的形成有利于空穴从钙钛矿到纳米石墨烯分子的转移，而石墨烯片的加入可提高空穴的传输性质。此外，硫醇化纳米石墨烯的疏水特点使所制备的钙钛矿太阳能电池的稳定性得到进一步的提升。器件本身可以在光照为AM1.5G和湿度45%的条件下正常工作，无需封装。该研究结果为今后功能化纳米石墨烯乃至石墨烯材料在钙钛矿电池中的应用提供了新的思路。
该工作由郑南峰教授和谭元植教授共同指导下完成，主要由郑南峰课题组博士生曹靖完成钙钛矿电池器件制作、测试及表征，谭元植课题组硕士生刘煜旻完成材料合成。硕士生井晓兢、微纳研究院的尹君博士和李静教授以及吉林大学的徐斌副教授参与了相关研究工作。研究工作得到了国家自然科学基金委（项目批准号：21420102001, 21131005, 21390390, 21333008, 21401156）、科技部（项目批准号：2011CB932403）的资助。
文章链接： http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.5b06493
