池振国、张艺研究团队利用二次结晶与表面钝化方法制备高效稳定钙钛矿太阳能电池

有机无机杂化钙钛矿具有优异的光电性能，如缺陷容忍高、吸光性能好、制备方法简单等，在太阳能电池领域大放异彩，使得钙钛矿太阳能电池的光电转换效率在十多年间从3.8%提高到25.0%甚至更高。然而，有机无机杂化钙钛矿的缺陷特别是表面缺陷仍然制约着钙钛矿电池光电转换效率的进一步提高，所引起的钙钛矿不稳定性也是阻碍钙钛矿太阳能电池商业化发展的一个不容忽视的因素。针对这个问题，通常的界面优化方法可以大致归为两类：一是表面钝化，二是二次结晶。一般而言，表面钝化通过引入钝化分子，可以对钙钛矿表面进行修饰和钝化，阻隔水氧，抑制钙钛矿的分解，从而提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率，延长使用寿命。但是，表面钝化对改善钙钛矿结晶的作用则十分有限。二次结晶是利用某些方法让钙钛矿结晶度提高的后处理技术，可以有效消除先前未参与结晶的组分，提高钙钛矿太阳能电池的稳定性。尽管如此，二次结晶仍受限于钙钛矿本身的性能，难以达到因引入钝化分子而产生表面钝化带来的多样化效果。

2021年，池振国、张艺教授研究团队将表面钝化与二次结晶相结合，设计出新型的含氰基乙酸的D-A型表面钝化剂（CA-D-A）。此表面钝化剂处理钙钛矿表面后，能够实现二次结晶效果，同时兼具表面钝化性能，从而提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和稳定性。该工作对钙钛矿太阳能电池的界面处理提供了一种新的策略，有望进一步提升钙钛矿太阳能电池的性能，推动钙钛矿太阳能电池技术的发展。

上述研究结果发表在著名期刊Small上（Dongyu Ma, Wenlang Li, Xiaojie Chen, Zhan Yang, Juan Zhao*, Zhiyong Yang, Yi Zhang*, Zhenguo Chi*. An Effective Strategy of Combining Surface Passivation and Secondary Grain Growth for Highly Efficient and Stable Perovskite Solar Cells, Small, DOI: 10.1002/smll.202100678）。论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202100678。

     以上研究工作得到了国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费等项目的大力支持。