【科技前沿】第26期：倒置钙钛矿太阳能电池研究效率取得突破

近日，桂林电子科技大学函授材料科学与工程学院“有机光电材料与器件” 张坚八桂团队熊健副教授与美国Jackson State University戴其林教授合作，对高性能倒置钙钛矿太阳能电池展开研究，在国际材料科学领域顶级期刊《Advanced Energy Materials》发表了“Bulk Restructure of Perovskite Films via Surface Passivation for High-Performance Solar Cells” 的研究论文（https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202201787）。

据悉，《Advanced Energy Materials》是wiely出版社旗下材料领域顶级期刊，JCR工程技术分区1区TOP期刊，2021年影响因子为29.698。材料学院熊健副教授、张坚教授及美国JSU戴其林教授为该论文共同通讯作者，桂林电子科技大学函授为论文第一通讯单位。

当前，气候变化已经给地球生态、人类生活及健康造成了严重影响。应对气候变化，国家提出“碳达峰、碳中和”及相关战略措施，为实现能源多元化，开启低碳经济时代而积极努力。绿色能源中，太阳能储能巨大，合理利用就可解决人类面临的能源危机及气候变化等问题。传统硅基太阳能电池的易脆、不透明及高成本等缺点严重限制着太阳能电池的应用规模。倒置钙钛矿太阳能电池效率高、带隙可调、兼容柔性，可以极大地拓展太阳能电池的应用领域，比如可应用在可穿戴电子、飞行器、绿色建筑及叠层太阳能电池。然而，倒置钙钛矿太阳能电池的效率受到缺陷态、界面非辐射复合损失等问题困扰，效率及稳定性滞后于其竞争正置器件构型。本研究采用N-苄氧羰基-D-缬氨酸（NBDV）为钝化剂后处理钙钛矿薄膜，同时实现了晶粒生长、界面电场构建、阴极层间接触调整、缺陷钝化等多重功能，将器件效率提升到21.80%，这是迄今为止基于多晶MAPbI3/PCBM基异质结器件的最高效率之一，媲美单晶MAPbI3器件。研究还证明了该方法在其他钙钛矿材料体系中也具有普适性。基于该策略器件耐候性及界面稳定性得到了大幅度提升。该研究结果为大面积制备高效、稳定的倒置钙钛矿太阳能电池提供了一种非常有效的后处理策略。