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鈣鈦礦太陽電池成本低、光電轉(zhuǎn)換效率高，被認(rèn)為是新一代光伏技術(shù)之一。研發(fā)高效、穩(wěn)定、可大面積制備的鈣鈦礦太陽電池技術(shù)是目前主要的發(fā)展目標(biāo)，這通常需要對(duì)界面能級(jí)結(jié)構(gòu)和缺陷密度進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)控，特別是對(duì)于正置結(jié)構(gòu)（n-i-p結(jié)構(gòu)）來說，其空穴傳輸層材料（spiro-OmetaD）與鈣鈦礦的能級(jí)失配、制備過程中產(chǎn)生的表面缺陷均會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的非輻射符合損失。因此，理解界面能級(jí)位置、缺陷密度以及器件性能的定量關(guān)系，以及開發(fā)合適的界面調(diào)控材料至關(guān)重要。

鑒于此，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員葉繼春團(tuán)隊(duì)等，基于前期對(duì)鈣鈦礦太陽電池的研究，在高效穩(wěn)定鈣鈦礦太陽電池的界面調(diào)控方面取得了新的研究進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)基于2D/3D鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)設(shè)計(jì)，研究發(fā)現(xiàn)0.2 eV的界面能級(jí)差可將器件對(duì)界面缺陷容忍度提高3個(gè)數(shù)量級(jí)，揭示了鈣鈦礦太陽電池界面場(chǎng)鈍化和化學(xué)鈍化的定量關(guān)系。進(jìn)一步地，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，通過設(shè)計(jì)2D鈣鈦礦中鹵素的種類，可實(shí)現(xiàn)對(duì)鈣鈦礦界面能級(jí)差的可控調(diào)節(jié)，并且形成的2D鈣鈦礦可顯著鈍化鈣鈦礦的表面缺陷和抑制的離子遷移。基于此，通過優(yōu)選2D鈣鈦礦前驅(qū)體，研究制備得到了效率達(dá)到25.32%的小面積電池（認(rèn)證效率為25.04%）和21.48%的大面積小組件電池（29cm2），并表現(xiàn)出出色的穩(wěn)態(tài)輸出穩(wěn)定性，在最大功率點(diǎn)下連續(xù)輸出2000小時(shí)后仍然保持了初始效率的90%。該研究成果為開發(fā)合適的界面調(diào)控方法，制備高效、穩(wěn)定、大面積的鈣鈦礦太陽電池提供了理論和實(shí)驗(yàn)參考。

相關(guān)研究成果以Visualizing Interfacial Energy Offset and Defects in Efficient 2D/3D Heterojunction Perovskite Solar Cells and Module為題發(fā)表于《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）。