杭州電子科技大學(xué)碳中和新能源研究院/電子信息學(xué)院（微電子學(xué)院）楚亮教授/嚴(yán)文生教授團(tuán)隊在鈣鈦礦光伏領(lǐng)域發(fā)表重要評述工作。以“Surface functionalization in inverted perovskite photovoltaics”為題，發(fā)表于中國卓越計劃領(lǐng)軍期刊Science Bulletin（https://doi.org/10.1016/j.scib.2022.08.021）。從電子傳輸和能級結(jié)構(gòu)等半導(dǎo)體與光電器件的視角，討論了界面在正式和反式鈣鈦礦光伏中的區(qū)別和重要性。Science Bulletin是由中國科學(xué)院和國家自然科學(xué)基金委員會共同創(chuàng)辦的自然科學(xué)綜合類刊物，影響因子20.577。論文第一作者為楚亮教授，臧月副教授為第二作者，通訊作者為嚴(yán)文生教授。

諾貝爾物理學(xué)獎得主Herbert Kroemer評價說“the interface is the device”。界面即器件，體現(xiàn)了界面對物理器件的重要意義。鈣鈦礦光伏具有高效率、低成本、制備簡單等優(yōu)勢，其中的界面對光伏器件效率和穩(wěn)定性同樣至關(guān)重要。一般來說，反式鈣鈦礦太陽能電池的性能低于正式結(jié)構(gòu)器件，這與器件中的界面和鈣鈦礦半導(dǎo)體的物理屬性密切有關(guān)。通常，ABX3型鹵化物鈣鈦礦為弱n型。從能級結(jié)構(gòu)上，一般的銨鹽鈍化形成p型界面層。在正式器件中，鈣鈦礦表面功能化提供了額外的內(nèi)建電場，鈣鈦礦與界面層間形成p-n結(jié)，電場方向與原器件電場方向一致，有利于載流子的傳輸。然而，在反式電池中，雖然界面功能化鈍化了表面缺陷，但相反方向的額外電場限制了界面電荷的輸運，而且界面電荷容易累積，削弱了器件的穩(wěn)定性。本團(tuán)隊詳細(xì)的闡述了界面功能化調(diào)控對反式鈣鈦礦太陽能電池性能和穩(wěn)定性的影響。反式鈣鈦礦太陽能電池的界面功能層應(yīng)該偏向于n型，這樣不僅具有界面鈍化的作用，還能提高內(nèi)建電場，額外電場與原電場方向一致，從而提到了反式鈣鈦礦太陽能電池的性能，與正式結(jié)構(gòu)器件效率相當(dāng)。界面調(diào)控鈍化了鈣鈦礦表面缺陷，且避免了界面電荷的堆積，最大化提高了鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性。該工作為兼顧高效率和穩(wěn)定性鈣鈦礦太陽能的設(shè)計，提供了指導(dǎo)意義，有助于鈣鈦礦光伏的產(chǎn)業(yè)化。

近年來，國家大力倡導(dǎo)把論文寫在祖國的大地上，該團(tuán)隊積極響應(yīng)國家號召，同時在清華大學(xué)出版社Nano Research Energy（Nano Research姐妹刊）期刊上發(fā)表了該領(lǐng)域大面積鈣鈦礦光伏組件與產(chǎn)業(yè)化為主題的邀請論文（Liang Chu, Shuaibo Zhai, Waqar Ahmad, Jing Zhang, Yue Zang, Wensheng Yan, Yongfang Li, “High-performance large-area perovskite photovoltaic modules”, Nano Research Energy, https://doi.org/10.26599/NRE.2022.9120024），中國科學(xué)院李永舫院士參與指導(dǎo)了該工作。