中国网/中国发展门户网讯 中国科学院化学研究所、北京分子科学国家研究中心李永舫/孟磊团队与德国波茨坦大学Felix Lang教授等合作，在钙钛矿/有机叠层太阳能电池领域取得了重要进展。该成果为目前报导的这类叠层太阳能电池的最高效率，为宽带隙钙钛矿太阳能电池降低电压损失提供了全新思路，将有力促进钙钛矿/有机叠层太阳能电池的发展。相关研究成果在国际顶级期刊《自然》发表。

太阳能电池作为将太阳能转化为电能的关键技术，一直是清洁能源领域研究和应用的热点。其中，以钙钛矿太阳能电池和有机太阳能电池为代表的新一代可溶液印刷制造的太阳能电池，具有易制备、重量轻，以及可制备成柔性器件等优点。然而，钙钛矿太阳能电池和有机太阳能电池均存在一定的稳定性问题。钙钛矿/有机叠层太阳能电池作为一种新兴的叠层太阳能电池技术备受关注。该新型叠层太阳能电池结构在有效提升效率的同时可以大幅提升器件稳定性。

开路电压的提升是提高钙钛矿/有机叠层太阳能电池效率的关键因素。在钙钛矿太阳能电池中，宽带隙钙钛矿吸光层与C60电子传输层界面处经常存在严重的界面复合，表面态诱导的导带费米能级钉扎效应会造成电压损失。为降低界面处的电压损失从而提升太阳能电池效率，钝化宽带隙钙钛矿吸光层与C60电子传输层的界面是一种有效的策略。

团队研究了具有顺反异构特性的1,4-环己二胺分子对于宽带隙钙钛矿表面的钝化机制，系统性地揭示了两种顺反异构的钝化剂分子所导致的钙钛矿表面结构差异，最终筛选出拥有优势构型的顺式钝化分子（cis-CyDAI₂）。通过对光致发光量子产率和准费米能级分裂的深入研究，发现cis-CyDAI₂处理的钙钛矿薄膜具有更低的能量损失和更高的理论开路电压。钝化处理后的宽带隙钙钛矿（>1.8 eV）与电子传输层的界面复合大幅降低，实现了开路电压达到1.36 V、光电转化效率大于18%的宽带隙钙钛矿太阳能电池。团队进一步将宽带隙钙钛矿太阳能电池与有机太阳能电池结合构建了钙钛矿/有机叠层太阳能电池，实现了26.4%的光电转化效率（经第三方认证为25.7%）。

 (a) 钙钛矿钝化剂CyDAI₂化学结构 (b) 通过测试不同条件下薄膜的准费米能级分裂和器件的开路电压总结的电压损耗示意图 (c) 钙钛矿-有机叠层太阳能电池结构示意图以及扫描电镜截面图 (d) 太阳能电池的电流密度-电压曲线