2023年7月7日，Nature子刊《Nature Energy》在線發(fā)表了重慶大學光電工程學院為第一通訊單位的研究論文“2D/3D heterojunction engineering at the buried interface towards high-performance inverted methylammonium-free perovskite solar cells”，提出了抑制鈣鈦礦太陽能電池埋底界面非輻射復合損失的創(chuàng)新方法，實現(xiàn)反式電池效率達到25.12%（認證效率為24.6%），這是國際上反式無甲銨鈣鈦礦太陽能電池報道的最高效率。未封裝電池最大功率點持續(xù)跟蹤1500小時后仍能保持初始效率的98%。封裝的電池在85℃/85%RH老化1200小時后保持初始PCE的92%。
反式（p-i-n）鈣鈦礦太陽能電池具有與不同底電池兼容、可低溫制備（≤100℃）、穩(wěn)定性優(yōu)異等優(yōu)勢。因此，反式電池的發(fā)展對于鈣鈦礦太陽能電池的商業(yè)化應用至關重要。近年來，反式電池引起了學術界和工業(yè)界廣泛的關注，效率和穩(wěn)定性取得了巨大的進展。然而，目前效率超過25%的反式電池仍然使用含MA+和Br-的鈣鈦礦吸光材料，常常使用MA+和Br-調節(jié)晶體生長和穩(wěn)定α-FAPbI3的光活性黑色相。
MA+在鈣鈦礦晶格中容易揮發(fā)和逸出，這會降低電池的光和熱穩(wěn)定性。此外，混合鹵化物（I/Br）鈣鈦礦常常會發(fā)生相分離，這種現(xiàn)象會導致器件在光照和熱老化下加速分解。空穴傳輸層/鈣鈦礦埋底界面常常存在大量的深能級陷阱態(tài)。埋底界面處的能量勢壘導致界面空穴提取受阻，從而降低了器件的光伏性能。總之，界面非輻射復合進一步降低反式器件的光伏性能。
針對上述問題，重慶大學臧志剛和陳江照等人通過在無甲銨鈣鈦礦前驅液中引入少量的2-氨基茚滿鹽酸鹽，在埋底界面原位形成了自下而上的2D/3D異質結，調控了鈣鈦礦結晶，鈍化了3D鈣鈦礦晶界缺陷，優(yōu)化了埋底界面能級排列，顯著抑制了埋底界面非輻射復合損失。論文第一作者為博士生李海云（導師：臧志剛教授），其他合作者包括復旦大學張鴻、西北工業(yè)大學李炫華、EPFL的Michael Gr?tzel教授、重慶大學前沿交叉研究院的張大梁教授。
