1月10日，西安電子科技大學(xué)集成電路學(xué)部在實現(xiàn)鈣鈦礦太陽能電池商業(yè)化上取得重要突破，研究成果以“Wafer-scale monolayer MoS2 film integration for stable, efficient perovskite solar cells”為題，以合作作者單位在線發(fā)表于《科學(xué)》（Science）期刊上。其中集成電路學(xué)部蘇杰副教授為共同第一作者，常晶晶教授為共同作者。
鈣鈦礦太陽能電池商業(yè)化的主要挑戰(zhàn)之一是實現(xiàn)高功率轉(zhuǎn)換效率（PCE）和長期穩(wěn)定性。而優(yōu)化其轉(zhuǎn)化效率和穩(wěn)定性的主要方法是控制鈣鈦礦薄膜中離子遷移。盡管利用界面工程可以有效控制離子遷移，但目前報道的物理或化學(xué)方法會導(dǎo)致界面重構(gòu)和初始界面性能的喪失進(jìn)而影響界面載流子輸運。如何構(gòu)建一種能夠充分阻斷離子遷移但又不影響載流子傳輸?shù)慕缑鎸τ趯崿F(xiàn)高效穩(wěn)定鈣鈦礦太陽能電池至關(guān)重要。
鑒于此，西安電子科技大學(xué)集成電路學(xué)部的常晶晶教授和蘇杰副教授與北京大學(xué)周歡萍教授和張艷鋒等人提出利用晶圓級連續(xù)單層MoS2插入鈣鈦礦/電子傳輸層和鈣鈦礦/空穴傳輸層界面，通過物理方法阻斷鈣鈦礦離子向傳輸層遷移，并通過強配位相互作用在化學(xué)上穩(wěn)定甲酰胺鉛碘化物相。同時利用Pb-S鍵有效鈍化鈣鈦礦表面態(tài)和利用I型能帶排布有效阻擋少數(shù)載流子傳輸。最終使得具有MoS2/鈣鈦礦/MoS2配置的p-i-n型鈣鈦礦太陽能電池及模塊效率分別高達(dá)26.2%和22.8%，高溫（85℃）穩(wěn)定性在1200小時損失小于4%。
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Huachao Zai?, Pengfei Yang?, Jie Su?, Ruiyang Yin?, Rundong Fan, Yuetong Wu, Xiao Zhu,Yue Ma, Tong Zhou, Wentao Zhou, Yu Zhang, Zijian Huang, Yiting Jiang, Nengxu Li, Yang Bai,Cheng Zhu, Zhaohui Huang, Jingjing Chang, Qi Chen, Yanfeng Zhang*, Huanping Zhou*,?Wafer-scale monolayer MoS2 film integration for stable, efficient perovskite solar cells
