6月26日，国际顶级学术期刊《自然》（Nature）在线报道了华中科技大学武汉光电国家研究中心陈炜、刘宗豪团队题为“Buried interface molecular hybrid for inverted perovskite solar cells”的研究论文，该文介绍了华中科技大学陈炜-刘宗豪团队在反式钙钛矿太阳能电池方面的最新研究成果。
反式（p-i-n）钙钛矿太阳能电池（PSC）由于其高效的光电转换效率（PCEs）、良好的稳定性以及兼容性，倒置型PSCs被认为是主流技术路线之一。目前，倒置型PSCs的PCEs超过25%，这归功于孔选择性层（HSLs）和钝化策略的发展。然而，常用的SAMs，如Me-4PACz，存在分布不均匀和对钙钛矿前体的表面润湿性差等特点，使得在其上直接沉积高质量的钙钛矿薄膜成为挑战。
图1 钙钛矿基底区域的形貌和结构
图2 界面能量损失减少
针对上述问题，华中科技大学武汉光电国家研究中心陈炜-刘宗豪团队创新地提出一种埋底界面自组装单分子杂化（hybrid）策略，即在高性能自组装单分子Me-4PACz前驱液中引入同样具有大π共轭基团且含有对称多羧基的三苯胺单体（4,4’,4’’-硝基三苯甲酸（NA））。自组装单分子杂化空穴传输材料具有超浸润、纳米尺度均匀分布、载流子抽取速度快和非辐射复合低等优点，能够同时实现埋底界面载流子高效输运和缺陷钝化，大幅提升器件性能。基于择优带隙FA0.95Cs0.05PbI3钙钛矿的反式PSCs在权威第三方机构（国家光伏产业计量测试中心NPVM）的准稳态认证效率高达26.54%，超过此前同机构认证的进表效率纪录（26.1%，NPVM）。此外，该新型杂化自组装单分子材料良好的浸润性十分有利于制备大面积器件，在孔径面积为11.1cm2的微型模组中实现了22.74%的认证效率，为反式微型模组国际同期最高认证效率，证明了埋底界面自组装分子杂化策略的可拓展性及其在大面积钙钛矿组件中的巨大应用前景。共吸附的多羧基单体增强了埋底界面处钙钛矿与NiO的键合连接，除效率提升外，也同步改善了器件的稳定性。
分析测试中心的XRD、FSEM、XPS、PL等多台设备为该研究成果的发表提供了关键数据支撑，该文在致谢部分对分析测试中心对其样品表征提供的仪器设备支持表示感谢。分析测试中心将再接再厉，不断提升服务能力和技术水平，为学校高水平科研成果的产出发挥更大的作用。
