近日，英国皇家化学学会旗下的能源与环境领域权威期刊《能源与环境科学》报道了华东理工大学化学与分子工程学院武文俊教授课题组在全无机可印刷介观钙钛矿太阳能电池领域的最新研究成果，成果题目为“双溶剂工程赋能可印刷碳基CsPbBr3太阳能电池四端镜面高功率输出”。
图片说明：CsPbBr₃制备过程示意图
在传统的全无机CsPbBr₃钙钛矿太阳能电池的两步法合成工艺中，水相处理步骤在性能优化和长期稳定性提升方面已逐渐暴露出其局限性。为进一步提升全无机CsPbBr₃钙钛矿太阳能电池的光电性能，武文俊教授课题组创新提出了一种双溶剂工程策略。
这一策略以密度泛函理论（DFT）计算和丁达尔效应分析为依托，精选出兼具高供体数与介电常数的溶剂，巧妙调节CsPbBr₃的表面Br/Pb比，成功诱导钙钛矿向p型转变，同时大幅抑制薄膜内部缺陷的产生。这些优化协同作用显著延长了载流子寿命、降低了缺陷密度，并提升了电荷传输效率。
凭借这一创新技术，全无机碳基可印刷介观钙钛矿太阳能电池（p-MPSCs）的功率转换效率（PCE）创下10.18%的纪录，而大面积器件（17.88 cm²）PCE也达到了8.72%。此外，研究团队通过集成四端镜面反射集光器，将输出功率大幅提升至29.44 mW cm⁻²。同时，该器件在150°C高温下连续运行1000小时后，仍能保持初始PCE的93.2%，展现出超高的稳定性。这一突破性成果不仅刷新了全无机钙钛矿太阳能电池的性能高度，更为其在大规模应用及清洁能源领域的未来发展注入新的活力。
该工作由华东理工大学化学与分子工程学院博士研究生邵五在武文俊教授的指导下完成。该研究工作得到了田禾院士、朱为宏院士的大力支持和悉心指导，并得到了国家自然科学基金、华东理工大学“张江树优博”培育计划等资金的支持。
原文链接：https://doi.org/10.1039/D4EE05841K
原文来源: 上海科技报 | 发表时间:2025-03-12 | 作者：陶婷婷 华理
