近日，我院有機鈣钛礦光伏技術團隊在寬帶隙鈣钛礦光伏研究方面取得新進展：通過應力調控策略實現了高效穩定的寬帶隙混合鹵素鈣钛礦太陽能電池的制備，能力轉化效率高達21.72%。相關工作“Strain Regulation of Mixed-Halide Perovskites Enables High-Performance Wide-Bandgap Photovoltaics”以BETVLCTOR伟德官方网站為第一單位發表在國際頂級期刊《Advanced Materials》（2024，Doi：10.1002/adma.202401103）。碩士研究生李昕昊、李怡凡為論文共同第一作者，何庭偉博士和楊少鵬教授為共同通訊作者。
寬帶隙混合鹵素鈣钛礦材料廣泛應用于疊層太陽電池的頂層電池。然而，嚴重的開路電壓(Voc)損失限制了寬帶隙鈣钛礦太陽能電池的光電轉換效率。MACl輔助結晶策略通常用于制備高性能的寬帶隙鈣钛礦太陽能電池，但MA陽離子會參與鈣钛礦晶體重構，并在後續的MACl揮發過程産生MA空位缺陷，引起嚴重的晶格畸變和鹵素離子遷移。因此，基于MACl輔助結晶的優勢，消除MA空位缺陷以緩解鈣钛礦晶格應變，是寬帶隙鈣钛礦體系迫切需要解決的難題之一。
在本工作中，作者将Rb離子引入到MACl輔助結晶的寬帶隙鈣钛礦體系中。Rb離子在退火階段可以填補MA揮發引起的陽離子空位，減輕鈣钛礦晶體的收縮應變，增加鹵離子的遷移勢壘，有利于混合鹵素鈣钛礦相的均勻結晶，進而獲得了顯著降低的Voc損失，實現了21.72%的能量轉換效率。在這項工作中，該團隊結合材料設計與結晶動力學調控，成功制備了高效穩定的寬帶隙混合鹵素鈣钛礦太陽能電池器件。該工作為解決MACl揮發誘導的鈣钛礦晶格應變問題提出了新策略，為進一步制備更高性能的寬帶隙鈣钛礦太陽能電池提供了新思路。
以上工作得到了BETVLCTOR伟德官方网站高層次引進人才項目和光伏技術省部共建協同創新中心的資助，以及BETVLCTOR伟德官方网站物理學院公共測試中心的大力支持。
論文鍊接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202401103
