近日，我院光電材料與技術團隊鄒炳鎖教授和黃浩博士與四川大學、廈門大學等單位合作研究成果以“All-perovskite tandem 1 cm2 cells with improved interface quality”為題發表于nature。
該研究基于共轭拓展及錨定策略開發了一種具有膦酸基的自組裝單分子層（SAM，即4PADCB）作為空穴傳輸材料。獨特的空間扭曲結構賦予SAM分子良好的成膜性及表面浸潤性，有利于大面積高質量寬帶隙鈣钛礦薄膜的生長；同時，拓展的共轭範圍及有序的分子排列增強了界面電荷抽取與輸運能力，大幅抑制了寬帶隙鈣钛礦太陽電池中界面處載流子非輻射複合損失。這些優點大幅提高了寬帶隙電池的VOC和FF，并顯著改善了器件的工作穩定性。通過優化，寬帶隙鈣钛礦電池（孔徑面積1.044平方厘米）的最高效率達到18.46%。基于該寬帶隙子電池的全鈣钛礦疊層電池獲得了經日本電氣安全環境研究所（JET）認證的世界紀錄效率26.4%（該效率被業内權威“Solar cell efficiency tables”收錄）。此外，該工作采用多種先進的表征手段，深入地探究和分析了寬帶隙子電池及全鈣钛礦疊層器件性能提升的物理機制，為大面積寬帶隙鈣钛礦及全鈣钛礦疊層太陽電池的效率和穩定性提升提供了深刻的見解，也為新型、高效空穴傳輸材料的設計提供了新思路。
在該研究中，我院光電材料與技術團隊在表征單分子層質量上提供了支持，通過光誘導力顯微鏡（PiFM），為單分子質量在太陽能電池中的重要作用提供了實驗證據。
該工作得到省部共建特色金屬材料與組合結構全壽命安全國家重點實驗室開放課題經費支持。
編輯|歐陽悅
審核|陳慶發
主編|沈大強
