晶澳太阳能有限公司研发效率达26.7%的反型钙钛矿太阳能电池

晶澳太阳能有限公司宣布，其研发团队通过采用多功能有机铵盐改善钙钛矿吸收层与电子传输层之间的界面工程，成功制备出转换效率达26.7%的反型钙钛矿太阳能电池。当电池有效面积扩大至1平方厘米时，仍能保持24.5%的转换效率。

反型钙钛矿电池采用“p—i—n”器件结构，即空穴选择性接触层p位于本征钙钛矿层i底部，电子传输层n位于顶部。与传统“n—i—p”结构钙钛矿电池的照明方向相反，“p—i—n”结构电池通过空穴传输层表面接受光照。

研究团队指出，虽然优化的富勒烯C60是目前性能最佳的电子传输层材料，但其在溶液中易发生显著聚集，且与钙钛矿薄膜结合时需要校准。

为此，科学家采用名为2—(4—(氨甲基)苯基)乙基—1—铵碘化物的多功能有机铵盐作为钝化层，以改善钙钛矿—C60界面工程。电池结构包含氟掺杂氧化锡基底、4PADCB自组装单分子层空穴传输层、钙钛矿吸收层、PMEAI钝化层、C60电子传输层、BCP缓冲层和银金属电极。

在标准光照条件下，该器件实现了26.7%的光电转换效率，开路电压1.181V，短路电流密度26.36mA/cm²，填充因子85.8%。而采用其他钝化层的对照器件效率仅为24.3%，各项参数均显着偏低。经国家光伏产业计量测试中心认证，基于PMEAI的电池认证效率达25.84%。

通过深入分析，科学家发现水平排列的PMEAI分子既能抑制铅/碘空位缺陷，又能诱导钙钛矿/C60界面内建电场发生反转，从而最大限度降低界面复合损失。该电池在65℃环境下持续1500小时后仍能保持初始效率的97%。相关研究成果已发表于《能源与环境科学》期刊，研究团队总结称：“这项工作建立了界面材料设计的新范式，通过协同整合低空间位阻、缺陷钝化和抑制离子迁移诱导降解等机制，为高性能钙钛矿光伏技术的发展开辟了新路径。”