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> 最近，北京大学技术研究所詹及其合作者的研究小组在钙钛矿型太阳能电池的研究方面取得了重要进展。相关工作发表在著名的《能源与环境科学》(能源与环境科学)杂志和美国化学学会著名的化学杂志上。
近年来，有机-无机杂化钙钛矿材料因其高吸收系数、双极电荷传输、载流子扩散距离和长使用寿命、溶液处理和低成本而受到学术界的广泛关注。基于这种材料的太阳能电池的光电转换效率从最初的3.8%快速增加到23.3%。然而，钙钛矿太阳能电池仍然面临稳定性和毒性的问题。利用含官能团的有机半导体材料对界面进行改性或掺杂钙钛矿层，可以有效抑制钙钛矿太阳能电池的磁滞现象，提高钙钛矿薄膜的质量，减少钙钛矿体相和界面缺陷，从而提高器件的光伏效率和稳定性。
为了减少金属氧化物电子传输材料中的氧空缺陷，减少界面复合，提高器件性能，詹的研究组和合作者用带有锚定基团的富勒烯衍生物C9修饰了二氧化锡电子传输层的表面。C9具有合适的能级和高的电子亲和力，有利于光生电子的界面提取。其长链末端的羟基可作为路易斯碱与二氧化锡中未完全配位的锡锚定，有效钝化二氧化锡表面的氧空缺陷。长链烷基有利于二氧化锡表面分子的有序组装。富勒烯基团和长烷基链共同提供了二氧化锡的疏水表面，从而影响了钙钛矿薄膜的结晶过程，生成了晶粒更大、结晶度更好的钙钛矿薄膜。C9改性钙钛矿太阳能电池实现了21.3%的光电转换效率，几乎没有滞后现象，并提高了器件稳定性(能源环境科学，DOI:10.1039/c8ee02172d，博士研究生刘宽是第一作者)。
詹的研究小组提出了稠环电子受体-钙钛矿混合太阳能电池的新概念。将稠环电子受体INIC2加入到钙钛矿前驱体溶液中以调节钙钛矿膜的形态，从而获得更大的晶粒和更强的结晶度。同时，INIC2分子中含有孤对的原子或基团可以与未完全配位的铅原子反应，从而钝化钙钛矿缺陷，减少电荷复合。此外，具有高迁移率和适当能级的二氧化铟能有效地促进电子的提取和传输。基于InC2-钙钛矿杂化膜的太阳能电池具有21.7%的光电转换效率和改善的稳定性。(詹。化学。博士研究生张明玉是第一作者)。
太阳能电池器件的分子结构式和结构图
这项研究得到了国家自然科学基金会和其他机构的支持。主要合作者包括中国科学院物理研究所研究员孟庆波；苏州大学教授涂迎丰；北京大学著名研究员周；逯新会，香港中文大学教授；和新西兰惠灵顿维多利亚大学的教授贾斯汀·霍奇基斯。
