近日，中國計量大學理學院青年教師朱雪良在鈣鈦礦太陽能電池異質結設計領域取得了突破性進展。相關研究成果發表在國際頂級期刊Advanced Materials（《先進材料》，中科院一區，IF=27.4），論文題為“A Surface Reconstructed Bilayer Heterojunction Enables Efficient and Stable inverted Perovskite Solar cells”。第一作者為我校理學院青年教師朱雪良，中國計量大學理學院為第二署名單位。

鈣鈦礦太陽能電池的效率與SQ理論極限仍存在較大的差距，主要由于鈣鈦礦上表面高缺陷態密度造成的開壓損耗所致。鑒于此，近日我校理學院青年教師朱雪良于Advanced Materials刊發了一種巧妙的表面“溶解-再結晶”策略，并構建出獨特的雙層異質結（BLH）。該項研究確立BLH作為一種變革性的方法，可以將鈣鈦礦/C60界面處缺陷態密度降低至前所未有的水平。與傳統2D異質結膜厚（5-20 nm）不同，BLH膜厚可達50-70 nm且不影響載流子的層間傳輸。更重要地是，在1.52 eV帶隙的BLH結構器件中，Voc損失降低至325mV，達到了SQ理論極限的97%以上，可媲美GaAs太陽能電池。相應器件的光電轉化效率也突破至26.1%（認證25.72%），為最高效率的單節鈣鈦礦太陽能電池之一，在最大功率點持續測試1200小時后仍可保持初始效率94%以上。該項研究對于倒置鈣鈦礦光伏領域發展具有極其重要的意義，攻克了長期以來限制鈣鈦礦太陽能電池高效率的瓶頸。

該項工作提出了一種開創性的表面重構策略，并揭示了穩定BLH結構的形成過程與內在物理機制，大幅降低了缺陷態密度與開壓損耗，取得了鈣鈦礦太陽能電池效率和長期穩定性的突破性進展，推動了商業化發展的進程。

此論文受到國家重點研發計劃項目基金（2022YFA1404900）和國家自然科學基金（62074115）的資助。

原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202409340