天下娱乐

近日，我校天下娱乐 方国家团队青年教师王海兵等在钙钛矿太阳能电池界面研究方面取得重要进展。研究人员提出了一种无需热处理的界面重构新策略，实现了器件效率与稳定性的协同提升。相关成果以题为“Thermally Independent Interfacial Reconstruction for Phase-Pure n = 1 2D Perovskites with Mixed-Orientation Surface Architecture”发表于国际知名期刊《先进材料》(Advanced Materials)上。论文第一作者为研究生戴昆，张佳芯和黄文娜为共同第一作者，通讯作者为天下娱乐 青年教师王海兵博士、葛艳松博士、方国家教授和武汉大学柯维俊教授。武汉纺织大学是第一署名单位。

钙钛矿太阳能电池因其高效率和低成本潜力，被认为是下一代光伏技术的重要发展方向。然而，器件在长期运行过程中易受到界面缺陷和离子迁移等因素影响，稳定性问题仍是其走向实际应用的关键瓶颈。近年来，通过构建二维/三维（2D/3D）结构来改善稳定性已成为重要研究方向，但传统方法通常依赖热退火过程，容易对底层三维钙钛矿造成不利影响，且平行于上界面的2D取向会抑制电荷传输，从而制约器件性能的进一步提升。

针对上述问题，研究团队提出“无退火界面重构”策略，在温和条件下实现了相纯n = 1二维钙钛矿在三维钙钛矿表面的原位构筑。结构表征结果表明，该二维层具有清晰的物相特征，并呈现出独特的混合取向表面结构。 这种结构既能够有效钝化界面缺陷、抑制离子迁移，又避免了传统二维层对载流子传输的阻碍，实现了稳定性与电输运性能的协同优化。

基于该策略构筑的钙钛矿太阳能电池实现了超过26.61%的光电转换效率，并在连续运行2000小时后仍保持超过98%的初始效率，展现出优异的长期稳定性。同时，该方法在不同钙钛矿组分体系中表现出良好的适用性，体现出较强的通用性与推广潜力。

随着人工智能、大数据和云计算等技术的快速发展，全球算力需求持续增长，对高效稳定清洁能源的需求日益迫切。同时，在太空光伏等前沿应用场景中，器件需要在强辐照和极端环境下保持长期稳定运行。本研究所发展的界面调控策略，在兼顾高效率与高稳定性的同时，为钙钛矿太阳能电池在数据中心供能、建筑一体化光伏及空间能源系统等领域的应用提供了重要技术支撑，具有良好的应用前景。

作者简介：王海兵，博士，硕士生导师，2023年12月加入武汉纺织大学。主要从事新型半导体能源材料与器件的研究。入职以来以武汉纺织大学为第一通讯单位发表T2类论文3篇：Nature Communications和Advanced Materials（2）。

致谢：此论文受到国家自然科学基金、湖北省自然科学基金和武汉纺织大学新材料与先进加工全国重点实验室的资助。系列表征测试得到武汉纺织大学和武汉大学科研公共服务条件平台的支持。