3月11日，我校發(fā)光材料與信息顯示研究院、材料科學(xué)與工程學(xué)院謝立強(qiáng)教授、魏展畫(huà)教授團(tuán)隊(duì)和蘇州大學(xué)能源學(xué)院楊新波教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際知名期刊《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》（Angewandte Chemie）上發(fā)表論文“Modulating Binding Strength and Acidity of Benzene-Derivative Ligands Enables Efficient and Hysteresis-Free Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells”。

鈣鈦礦/硅疊層太陽(yáng)能電池由于具有更高的理論極限效率，近年來(lái)引起了研究人員的廣泛關(guān)注，但是由于頂電池中鈣鈦礦與電子傳輸層界面的載流子非輻射復(fù)合問(wèn)題，限制了其的進(jìn)一步發(fā)展。對(duì)寬帶隙鈣鈦礦/C₆₀界面缺陷鈍化并不阻礙界面電荷傳輸，是提高鈣鈦礦/硅疊層太陽(yáng)能電池效率的一個(gè)有效策略，然而，目前界面分子性質(zhì)對(duì)鈣鈦礦/C₆₀界面載流子傳輸影響的機(jī)制理解仍然有限。

針對(duì)以上問(wèn)題，該工作研究了苯衍生物界面分子與鈣鈦礦的結(jié)合強(qiáng)度及分子酸堿性對(duì)鈣鈦礦/硅疊層太陽(yáng)能電池中寬帶隙鈣鈦礦的影響。首先，采用-PO?H?、-COOH和-NH?不同的官能團(tuán)初步調(diào)控了分子酸堿度和結(jié)合強(qiáng)度，然后再通過(guò)改變苯環(huán)與官能團(tuán)之間的鏈長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的微調(diào)。結(jié)果表明，強(qiáng)結(jié)合相互作用是抑制開(kāi)路電壓損失的必要條件。然而，通常采用具有強(qiáng)結(jié)合力的芐基膦酸（BPPA）酸性太強(qiáng)，會(huì)刻蝕鈣鈦礦表面，形成鹵素缺陷導(dǎo)致器件產(chǎn)生明顯的遲滯。增加BPPA的側(cè)鏈長(zhǎng)度為（2-苯乙基）膦酸（PEPA），不僅可以獲得適度的酸性避免酸誘導(dǎo)的蝕刻，而且還可以實(shí)現(xiàn)在鈣鈦礦表面平行吸附，從而降低界面上的電荷傳輸勢(shì)壘。這些特性使PEPA在鈣鈦礦表面形成強(qiáng)吸附表面終端（SAST），同時(shí)有效防止酸誘導(dǎo)蝕刻，最終獲得了32.13%（認(rèn)證31.72%）無(wú)遲滯的鈣鈦礦/硅疊層太陽(yáng)能電池。

該研究工作在謝立強(qiáng)教授、楊新波教授和魏展畫(huà)教授的指導(dǎo)下，由我校2020級(jí)博士研究生楊柳、蘇州大學(xué)博士研究生王仕博及我校教師馬寧貴等共同完成，研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、福建省自然科學(xué)基金及我?？蒲谢稹?guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、江蘇省基礎(chǔ)研究計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目、江蘇省科學(xué)技術(shù)廳項(xiàng)目及蘇州市“雙碳”科技項(xiàng)目的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/ange.202500350

（責(zé)編：魏琳瑛）