近日，光伏材料省重点实验室陈石特聘教授与南方科技大学徐保民教授合作，以“Dually Modified Wide-Bandgap Perovskites by Phenylethylammonium Acetate toward Highly Efficient Solar Cells with Low Photovoltage Loss”为题，在国际知名期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》（IF：10.383）上发表研究论文。
宽带隙钙钛矿作为一类很有前途的顶电池材料，在构建高效的钙钛矿-晶硅叠层太阳电池上展现了巨大的潜力，但其相对较低的辐射效率导致了较大的开路电压损失，从而限制了电池器件的性能。在宽带隙钙钛矿电池器件中，减少薄膜缺陷或优化界面能级可以有效地抑制非辐射电荷复合，从而提高电池器件的开路电压和效率。然而，目前这种协同调控策略及其潜在机制仍然不清楚。本工作提出了一种双功能表面修饰方法，利用超薄苯乙基乙酸铵（PEAAc）层对宽带隙钙钛矿表面进行钝化，可以同时降低表面缺陷，减轻界面能垒。通过钙钛矿和PEAAc之间的化学相互作用，这种策略有效地修复表面缺陷，导致了更慢的电荷捕获过程，并显著降低了非辐射电荷复合损失。同时，钝化诱导的钙钛矿费米能级上移有助于在光照下加速电子提取和更大的费米能级分裂。因此，PEAAc修饰的宽带隙（1.68 eV）钙钛矿电池最佳效率为20.66%，开路电压为1.25 V，这是宽带隙钙钛矿电池的最大开路电压之一，远优于未钝化的电池器件（18.86%和1.18 V）。此外，电池的辐射开路电压极限为1.42 V，未钝化和钝化电池器件的非辐射电荷复合损失分别为0.24 V和0.17 V。这些结果突出了双功能修饰策略在实现高性能宽带隙钙钛矿器件中的重要意义。
博士生陈家邦是论文第一作者，陈石特聘教授、朱训进教授和徐保民教授是论文通讯作者。该研究工作受到国家重点研发计划、国家自然科学基金、广东省自然科学基金、深圳市基础研究、河南大学高层次启动经费等项目的资助。
文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c10928
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