近日，微電子學院麥耀華教授團隊在能源領域學術期刊Nano Energy（IF=16.602）上發表題為“A critical review of materials innovation and interface stabilization for efficient and stable perovskite photovoltaics”的綜述論文。王有生副研究員為第一作者和通訊作者，暨南大學為第一通信組織，合作單位為韓國全北國立大學。
短短10年間，鈣鈦礦太陽電池的光電轉化效率達到了25.5%，可媲美矽等廣泛商業化的太陽能電池，是現時最有希望產業化的新型光伏科技之一。然而，鈣鈦礦太陽電池的穩定性問題仍然制約其快速的商業化行程。
此綜述論文首先探討了誘導鈣鈦礦薄膜及太陽電池器件不穩定性的因素和機理。然後，根據當前報導的文獻，論文系統性總結了同時提升器件光電轉化效率和穩定性的方法——鈣鈦礦複合薄膜工程和介面工程策略（圖1）。鈣鈦礦複合薄膜工程包括鈣鈦礦多元陰陽離子混合組分調控，有機/無機添加劑摻雜，低維/三維混雜等，可以有效調節鈣鈦礦薄膜的光電性質，結構和晶粒生長。介面工程是通過插入介面層，鈍化/優化薄膜表面和設計阻隔層等策略來構建新穎的器件結構，以此提升介面能級匹配，改善鈣鈦礦薄膜與介面接觸，抑制離子遷移和阻隔水氧等。最後，作者指出應該儘快弄清楚鈣鈦礦薄膜與添加劑，鈣鈦礦薄膜層與介面接觸層處存在的化學相互作用，以及如何提升器件效率和穩定性的機理。此綜述論文對如何篩選有效的資料構建鈣鈦礦複合光吸收層和合理設計器件結構，以製備高效穩定的鈣鈦礦光伏器件具有非常重要的指導意義。
圖1.鈣鈦礦太陽電池效率和穩定性提升策略行程
該工作得到了廣東省基礎與應用基礎研究基金區域聯合基金（2020A1515110462）和中央高校基本科研業務費（21620347）的支持。
論文連結：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285521003979
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