深圳大學物理與光電工程學院梁廣興研究員課題組聯(lián)合華中科技大學教授陳煒在能源與材料科學領(lǐng)域頂級期刊Energy & Environmental Science （中科院大類一區(qū)TOP期刊，影響因子32.4）上發(fā)表了題為“Interfacial band bending and suppressing deep level defects via Eu-MOF-mediated cathode buffer layer in an MA-free inverted perovskite solar cell with high fill factor”的研究論文。梁廣興、陳煒和陳爍為通訊作者，陳爍研究員指導的博士后Tahir Imran為第一作者，深圳大學為第一通訊單位。
鈣鈦礦太陽能電池憑借器件效率優(yōu)異、成本效益高、制備工藝擴展性強等優(yōu)勢，成為光伏電池研究領(lǐng)域的熱點。目前，其單節(jié)電池效率已達到26.5%，但是，界面能帶非理想彎曲及深能級的表界面缺陷嚴重影響電池效率和穩(wěn)定性。本工作中，研究者首先在FACsPbI3基鈣鈦礦中引入硫氰酸鉛(Pb(SCN)2)作為添加劑，增強晶粒尺寸、鈍化晶界缺陷、提升載流子遷移率。其次，引入Al2O3納米顆粒作為Me-4PACz空穴傳輸層的界面修飾劑，增強表面潤濕性以促進高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜的生長，同時提升器件的環(huán)境穩(wěn)定性。最后，創(chuàng)新性設(shè)計Eu-MOF修飾陰極緩沖層，能夠部分滲入PCBM中，從而優(yōu)化界面能帶排列。該修飾的陰極緩沖層能同時鈍化缺陷、增強電子傳輸、阻隔空穴反流。基于此，該倒置鈣鈦礦太陽能電池的效率提升至25.11%，電流密度和填充因子分別達到25.85 mA/cm2和85.11%。在65 °C 的環(huán)境空氣中，相當于1個太陽光照的白光LED下老化1000小時后，最優(yōu)器件仍可保持其初始效率的94%。本研究揭示的界面工程可為高效高穩(wěn)定鈣鈦礦太陽能電池的研制提供一定的指導作用。
文章鏈接：https://doi.org/10.1039/D4EE02894E
感謝國家自然科學基金面上項目，國家自然科學基金青年項目，廣東省自然科學基金面上項目，深圳市重點項目和深圳大學荔園優(yōu)青項目的支持。
