近期，我院黎菁博士与合作者在钙钛矿太阳能电池性能优化研究方面取得新进展。相关成果以《Crystallization modulation through optimized SnO₂ ETL enables over 20% efficiency in HTM-free carbon electrode perovskite solar cells》（基于优化二氧化锡电子传输层的结晶调控实现无空穴传输层碳电极钙钛矿太阳能电池效率突破 20%）为题，发表于 Nature Index 期刊《Applied Physics Letters》，黎菁博士、化学化工学院胡延强博士、王敏敏教授（实验团队）共同担任通讯作者，永利3044集团、化学化工学院为共同完成单位。
无空穴传输层碳电极钙钛矿太阳能电池凭借工艺简单、成本低廉、稳定性良好等优势，在新型光伏领域具备良好应用前景。商用二氧化锡电子传输层易发生颗粒团聚且存在较多本征缺陷，同时钙钛矿薄膜结晶质量不佳、残余应力较大等问题，制约了器件光电性能与使用寿命的提升。实验团队采用吩嗪作为功能添加剂对二氧化锡电子传输层进行改性，同步实现了传输层优化与钙钛矿结晶行为调控。研究表明，改性后的二氧化锡胶体溶液与薄膜质量显著改善，有效降低界面缺陷、优化能级匹配；吩嗪可与铅离子相互作用，延缓钙钛矿结晶过程，提升薄膜结晶质量并释放残余应力。优化后的器件光电转换效率可达20.29%，器件迟滞效应显著减弱，在无封装条件下连续工作与空气储存稳定性均得到明显提升。该研究为高性能碳电极钙钛矿太阳能电池及同类光电器件的设计与优化提供了可行思路与实验参考。
《Applied Physics Letters》创刊于 1962 年，是最早一批被收录的 Nature Index 期刊。该刊长期聚焦具有重大科学意义与应用价值的前沿研究成果，在国际应用物理、凝聚态物理等领域具有广泛而持久的学术影响力，是业内公认的最具公信力和代表性的学术期刊之一。
（黎菁）
相关链接：https://doi.org/10.1063/5.0313807