西安交大实现基于低维结构修饰策略的高效光伏器件研究

有机无机杂化钙钛矿材料具有可调的光学带隙、高光吸收系数、低激子解离能等优异光电特性，近年来在光伏领域得到广泛的应用研究。大量的研究表明，为获得更高的光电转换效率，需要降低钙钛矿薄膜的内部缺陷，如碘空位、铅不饱和配位等。这些缺陷往往由于连续的溶剂和温度侵蚀过程，钙钛矿薄膜的埋底界面比钙钛矿薄膜的体相和上表面更容易形成缺陷。

针对以上关键问题，西安交通大学电子与信息学部电子科学与工程学院吴朝新团队及其合作团队澳门大学王双鹏团队通过基于铷的类钙钛矿支架稳定钙钛矿底界面的策略，取得了太阳能电池光电转换效率超过25%的研究成果。研究人员采用卤化铷作为诱导晶核，在钙钛矿薄膜底部形成铷基类钙钛矿“支架”，有效增强了钙钛矿薄膜的结晶，同时钝化了底界面的缺陷。通过这种基于铷基类钙钛矿支架层策略，钙钛矿电池器件的光电转换效率从23.26%提高到25.14%，同时器件的稳定性也得到大幅提升。这项工作表明，采用前置诱导法钝化钙钛矿薄膜底界面是一种切实可行的底界面钝化策略，为未来设计兼具高效且高稳定钙钛矿器件提供了一个具有参考价值的新策略。

该项工作近期以“通过铷基钙钛矿支架稳定埋埋钙钛矿表面的太阳能电池效率超过25%”（Solar Cell Efficiency Exceeding 25% throughRb-Based Perovskitoid Scaffold Stabilizing the Buried Perovskite Surface）为题发表于国际期刊《美国化学会能源快报》（ACS Energy Letters）。论文第一作者为课题组博士生陈今波，西安交通大学董化副教授、李璟睿特聘研究员、吴朝新教授以及澳门大学王双鹏教授为共同通讯作者。西安交通大学为第一作者单位。

吴朝新教授团队长期研究新型功能材料的“光-电”与“电-光”物理机制及其器件应用，如太阳能电池与发光二极管，近期有多项重要成果发表于《科学进展》（Science Advances）、《焦耳》（Joule）、《先进材料》（Advanced Materials）、《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）、《德国应化国际版》（Angewandte Chemie International Edition）、《纳米能源》（Nano Energy）等国际顶级期刊。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.2c01661