近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所潔凈能源國家實驗室太陽能研究部硅基太陽能電池研究組研究員劉生忠，陜西師范大學(xué)教授趙奎，以及阿卜杜拉國王科技大學(xué)教授Aram Amassian合作，在鈣鈦礦電池領(lǐng)域取得新進(jìn)展，相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進(jìn)材料》上。

近年來，有機(jī)無機(jī)雜化鈣鈦礦太陽電池因其卓越的光電性能受到廣泛關(guān)注，但低溫制備的多晶MAPbI3鈣鈦礦薄膜，其晶界處存在的大量缺陷會引起載流子復(fù)合，嚴(yán)重影響電池器件的光電轉(zhuǎn)換效率及穩(wěn)定性?；诖?，研究人員通過反溶劑修飾技術(shù)，在MAPbI3鈣鈦礦中引入帶有路易斯酸/堿功能基團(tuán)的半導(dǎo)體有機(jī)小分子，使得器件效率由17.5%提升至19.3%。研究發(fā)現(xiàn)，半導(dǎo)體有機(jī)小分子與鈣鈦礦之間形成的路易斯酸堿加合物或鹵素-富勒烯自由基，可以有效鈍化Pb2+空位或Pb-I反位缺陷。同時，二者間能級匹配度的提升有助于增強(qiáng)缺陷鈍化作用，提高載流子遷移率。

此外，晶界處的疏水型有機(jī)小分子能有效地抵御水汽進(jìn)入。器件在50%的相對濕度環(huán)境下，放置40天后，仍保持80%以上的初始效率。這一工作為制備高效穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽電池提供了更理性的思路和方法，也將有助于推動鈣鈦礦太陽電池走向商業(yè)應(yīng)用。

研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、中央高校基金、教育部“111引智計劃”和“千人計劃”項目的資助。