实现超过24%的效率和长期稳定性——西安交大科研人员在柔性钙钛矿太阳能电池研究中取得重要进展

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。对于柔性钙钛矿太阳能电池（FPSCs），钙钛矿层的埋底界面对其薄膜形态、缺陷形成和耐老化性能产生深远的影响。特别是对于甲脒铅碘钙钛矿（FAPbI3），虽然其具有优异的光电性能，但从黑色钙钛矿相到非钙钛矿相的自发转变倾向始于成膜初期，即从埋底界面开始进一步降解整个钙钛矿层，影响器件的效率及稳定性。

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国家纳米中心丁黎明团队以及香港城市大学Alex K.-Y. Jen团队通过引入具有共轭刚性结构的富含-NH^{3+的脯氨酸盐酸盐（PF）作为埋底界面的通用介质，实现超过24%的效率和长期稳定性的研究成果。文章优化了柔性钙钛矿太阳能电池中的埋底界面，利用钝化剂PF，不仅提供了固体α相FAPbI_{3模板，而且还防止了相变引起的降解。此外，PF还可作为有效的界面应力缓解剂，以提高柔性太阳能电池的效率和稳定性。因此，可以实现24.61%的冠军效率（认证为23.51%），这是柔性钙钛矿太阳能电池所有报道值中的最高效率（国际效率记录）。此外，器件还表现出出色的保质期/光浸泡稳定性（ISOS稳定性协议）和机械稳定性。这项工作表明，提高埋藏界面相稳定性的策略是一种切实可行的底界面钝化策略，为进一步探索高效稳定的FPSCs提供了范例。}}

该项工作近期以《优化柔性钙钛矿太阳能电池的埋藏界面，实现超过24%的效率和长期稳定性》（Optimizing the buried interface in flexible perovskite solar cells to achieve over 24% efficiency and long-term stability）为题，发表于国际期刊《先进材料》（Advanced Materials）。论文第一作者为课题组博士许若尧，西安交通大学董化副教授、国家纳米中心丁黎明教授、香港城市大学Alex K.-Y. Jen教授，以及西安交通大学吴朝新教授为共同通讯作者，西安交通大学为第一作者与通讯作者单位。该工作得到科技部重点研发专项、自然科学基金委重点项目的支持。论文的表征和测试也得到了西安交通大学大大仪实验中心的支持。

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。更多研究内容参见吴朝新教授主页：http://zhaoxinwu.gr.xjtu.edu.cn

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202308039