近日，我校威廉希尔WilliamHill官方网站先进能源与未来显示技术团队胡绪志博士等人在国际著名期刊《Energy and Environmental Science》上在线发表了题为“Room Temperature Buried Molecular Engineering Boosts the Photovoltaic Performance of Wide-Bandgap and All-Perovskite Tandems”（埋底界面室温分子工程提升宽带隙及全钙钛矿叠层太阳能电池光伏性能）的研究成果。武汉纺织大学为第一单位，湖北师范大学及武汉大学为合作单位，联合培养研究生聊少鹏与武汉大学研究生李广为论文的共同第一作者，胡绪志博士、温建博士、柯维俊教授和方国家教授为论文的共同通讯作者。

全钙钛矿叠层太阳能电池作为一种蓬勃兴起且高效的技术策略，旨在突破单结太阳能电池的效率瓶颈。其中宽带隙钙钛矿子电池存在着显著的开路电压和填充因子损失，这源于多种相互关联的损耗机制，包括能级失配、高缺陷密度以及界面非辐射复合。

过去五年中，众多自组装单分子层材料被用于缓解能级失配——该策略已被证明能有效降低能垒并抑制界面复合。然而，研究表明，自组装单分子层材料仍存在固有的短板，例如易发生分子聚集、基底覆盖度差以及自组装单分子层/钙钛矿界面存在大量缺陷。因此，亟需发展一种能够调控自组装单分子层与钙钛矿之间的界面性质并改善单分子层自身缺陷的协同策略，以突破当前的技术瓶颈。

针对以上问题，团队研究人员提出了一种两性离子盐——4-胍基苯甲酸甲磺酸盐（GBAM），用作自组装单分子层和钙钛矿层之间的中间层。该中间层在室温下自然干燥1小时，无需退火处理。这种两性离子盐能够钝化钙钛矿层底部的缺陷，同时填补自组装单分子层覆盖不全产生的空隙，从而形成更致密的中间层。此外，两个湿膜（GBAM层和钙钛矿层）的共退火处理显著缓解了钙钛矿埋底界面的应力，最终实现了高质量的钙钛矿薄膜和器件。

通过采用这种室温湿膜法，研究人员开发了一种带隙为1.78 eV的p-i-n结构宽带隙钙钛矿太阳能电池，实现了20.9%的光电转换效率；以此单结宽带隙钙钛矿太阳能电池为基础，成功制备了两端全钙钛矿叠层太阳能电池，实现了29.1%的光电转换效率。

图 1 GBAM薄膜的制作过程及室温掩埋工程的应力机制

图 2 全钙钛矿太阳能电池的器件结构及性能

作者简介：胡绪志，博士，硕士生导师。主要从事新型半导体光电材料、钙钛矿太阳能电池材料与器件等研究，包括发展材料制备的新技术，设计新型的光电器件，借助光电先进表征技术，探索光电材料及器件中离子迁移及载流子复合过程等。已在Joule、Energy and Environmental Science、Advanced Materials、Advanced Functional Materials、Nano-Mirco Letters、Nano Energy等期刊上发表SCI论文十余篇。

由方国家教授领衔的先进能源与未来显示技术研究团队（/info/1341/13265.htm）专注于新能源科学与工程领域，致力于新型半导体光电器件的前沿研究，涵盖从材料设计、器件制备到应用开发的全链条创新。主要研究方向包括新型薄膜太阳能电池、先进发光材料与照明显示技术、高性能光电探测与成像系统等，旨在推动能源与显示技术的融合发展，服务于国家战略性新兴产业发展需求。