近日，中國(guó)計(jì)量大學(xué)理學(xué)院青年教師朱雪良在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池異質(zhì)結(jié)設(shè)計(jì)領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊Advanced Materials（《先進(jìn)材料》，中科院一區(qū)，IF=27.4），論文題為“A Surface Reconstructed Bilayer Heterojunction Enables Efficient and Stable inverted Perovskite Solar cells”。第一作者為我校理學(xué)院青年教師朱雪良，中國(guó)計(jì)量大學(xué)理學(xué)院為第二署名單位。

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率與SQ理論極限仍存在較大的差距，主要由于鈣鈦礦上表面高缺陷態(tài)密度造成的開(kāi)壓損耗所致。鑒于此，近日我校理學(xué)院青年教師朱雪良于Advanced Materials刊發(fā)了一種巧妙的表面“溶解-再結(jié)晶”策略，并構(gòu)建出獨(dú)特的雙層異質(zhì)結(jié)（BLH）。該項(xiàng)研究確立BLH作為一種變革性的方法，可以將鈣鈦礦/C60界面處缺陷態(tài)密度降低至前所未有的水平。與傳統(tǒng)2D異質(zhì)結(jié)膜厚（5-20 nm）不同，BLH膜厚可達(dá)50-70 nm且不影響載流子的層間傳輸。更重要地是，在1.52 eV帶隙的BLH結(jié)構(gòu)器件中，Voc損失降低至325mV，達(dá)到了SQ理論極限的97%以上，可媲美GaAs太陽(yáng)能電池。相應(yīng)器件的光電轉(zhuǎn)化效率也突破至26.1%（認(rèn)證25.72%），為最高效率的單節(jié)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池之一，在最大功率點(diǎn)持續(xù)測(cè)試1200小時(shí)后仍可保持初始效率94%以上。該項(xiàng)研究對(duì)于倒置鈣鈦礦光伏領(lǐng)域發(fā)展具有極其重要的意義，攻克了長(zhǎng)期以來(lái)限制鈣鈦礦太陽(yáng)能電池高效率的瓶頸。

該項(xiàng)工作提出了一種開(kāi)創(chuàng)性的表面重構(gòu)策略，并揭示了穩(wěn)定BLH結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程與內(nèi)在物理機(jī)制，大幅降低了缺陷態(tài)密度與開(kāi)壓損耗，取得了鈣鈦礦太陽(yáng)能電池效率和長(zhǎng)期穩(wěn)定性的突破性進(jìn)展，推動(dòng)了商業(yè)化發(fā)展的進(jìn)程。

此論文受到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目基金（2022YFA1404900）和國(guó)家自然科學(xué)基金（62074115）的資助。

原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202409340