AFM：高效寬帶隙與疊層鈣鈦礦太陽能電池的異質(zhì)界面接觸優(yōu)化

鈣鈦礦基疊層太陽能電池是下一代光伏技術(shù)的關(guān)鍵。作為核心組成部分，載流子傳輸層（CTL）在單結(jié)與疊層鈣鈦礦電池中均面臨界面接觸不良和載流子傳輸效率低等問題。

本研究香港理工大學(xué)楊光、華中科技大學(xué)傅華華、武漢大柯維俊和方國家等人提出在C60與原子層沉積（ALD）SnOx層之間插入2,4,6-三[3-（二苯基磷酰基）苯基]-1,3,5-三嗪（PO-T2T）中間層的策略，并證明其具有多重功能優(yōu)勢：1）PO-T2T中間層通過構(gòu)建更均勻的表面電勢和有利的能帶對齊，重塑埋底界面，抑制界面能量無序，增強(qiáng)電子提取驅(qū)動力，促進(jìn)載流子傳輸；2）PO-T2T為ALD SnOx的均勻沉積提供成核位點(diǎn)，抑制界面非輻射復(fù)合，從而改善異質(zhì)界面接觸并提升器件穩(wěn)定性。

基于此策略，成功制備出高效率且穩(wěn)定性增強(qiáng)的鈣鈦礦器件：單結(jié)寬帶隙（1.78 eV）鈣鈦礦電池效率達(dá)21.1%，全鈣鈦礦疊層器件效率分別為雙端28.5%、四端29.3%。該研究為推進(jìn)鈣鈦礦疊層技術(shù)中的界面設(shè)計(jì)提供了一條有前景的策略。

研究亮點(diǎn)：

1. 創(chuàng)新界面夾層設(shè)計(jì)：首次在C60與ALD?SnOx間引入PO?T2T超薄中間層，實(shí)現(xiàn)表面電勢均勻化與能帶對齊優(yōu)化，顯著提升電子提取驅(qū)動力。

2. 多重功能協(xié)同：PO?T2T兼具分子橋接與缺陷鈍化功能，不僅改善C60與SnOx的界面接觸、促進(jìn)SnOx均勻成核，還降低界面非輻射復(fù)合，大幅提升器件效率與穩(wěn)定性。

3. 高效率疊層器件突破：基于該策略，寬帶隙單結(jié)電池效率達(dá)21.1%，全鈣鈦礦雙端與四端疊層電池效率分別突破28.5%與29.3%，處于領(lǐng)域領(lǐng)先水平。

H. Cui, G. Li, S. Zhou, et al. “ Improved Heterointerface Contact for Wide-Bandgap and Tandem Perovskite Solar Cells.” Adv. Funct. Mater. (2025): e22926.

https://doi.org/10.1002/adfm.202522926

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