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顶刊收割机 · 公众号 · · 2024-12-17 08:18

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研究背景

钙钛矿太阳能电池（PVSCs）因其在柔性设备、叠层太阳能电池等领域的广泛应用前景而备受关注。与传统的硅基太阳能电池相比，钙钛矿太阳能电池具有更高的功率转换效率、更低的生产成本等显著优点。然而，钙钛矿与电子传输层（ETLs）之间的界面重组和离子迁移问题仍然是限制其效率和稳定性提升的主要因素，这些问题严重影响了其在实际应用中的长期耐久性和商业化进程。

成果简介

为了解决这一问题， 香港城市大学任广禹院士团队、Chaowei Zhao以及香港理工大学殷骏教授等人 合作在《Science Advances》上发表题为“Molecularly tailorable metal oxide clusters ensured robust interfacial connection in inverted perovskite solar cells”的最新论文。

该团队设计并合成了一系列分子可调的钛氧化物集群（CTOCs），作为钙钛矿与C60电子传输层之间的界面层，旨在增强钙钛矿与C60之间的相互作用。 利用这些精确控制结构的钛氧化物集群，不仅能够有效钝化钙钛矿表面的缺陷，还能形成均匀的覆盖网，固定C60，从而构建出一个强健的界面耦合结构。通过这种设计，该团队成功地提升了钙钛矿太阳能电池的性能，获得了25.6%的功率转换效率（PCE），并且无需额外的表面钝化处理。

此外，这些未封装的器件在光照、热和偏压下表现出卓越的稳定性，在1500小时的最大功率点跟踪后，仍能保持98%的初始PCE。这些研究成果展示了该集群在提升钙钛矿太阳能电池效率和稳定性方面的巨大潜力，为开发高效钙钛矿光伏材料和界面层提供了新的思路和解决方案。