近日，我校化学学院教师张有地教授课题组在钙钛矿太阳能电池的有机电子传输材料研究领域取得重要进展，该研究工作发表在材料领域顶级期刊《Advanced Materials》上，影响因子为29.4，中科院1区TOP期刊。
界面层材料的研究在钙钛矿太阳能电池中具有至关重要的作用，其能够提高能量转换效率和器件稳定性。张有地自2010年一直从事有机光伏领域受体和给体材料的合成和器件研究，课题组与大连化物所刘生忠、王开和杜敏永团队合作，设计合成一类优异的苝单酰亚胺（PMIs）衍生物界面材料PMI-F-PMI, PMI-DF-PMI和PMI-TF-PMI，并将其应用到高效的有机钙钛矿太阳能电池中。相关研究成果以“A-D-A Molecule–Bridge Interface for Efficient Perovskite Solar Cells and Modules”为题发表在材料领域顶级期刊《Advanced Materials》（DOI：10.1002/adma.202314098）上。
随着光伏领域努力将钙钛矿太阳能电池过渡到工业应用，采用富勒烯作为电子传输层的反式钙钛矿太阳能电池因其增强的稳定性和成本效益而成为引人注目的选择。然而，这些属性因钙钛矿/富勒烯界面处的次优电特性而受到性能问题的困扰。鉴于此，该团队设计合成A-D-A型分子桥界面用于高效钙钛矿太阳能电池和模组，提出了一种界面桥接策略（IBS），通过设计一系列具有多方面优势的A-D-A型苝单酰亚胺（PMI）衍生物来减少界面能量损失并增强界面稳定性。除了钝化缺陷外，IBS在促进钙钛矿和富勒烯之间的结合方面发挥着至关重要的作用，从而增强界面耦合，更重要的是，改善富勒烯薄膜的形成。PMI衍生物起到了桥梁的作用，起到了增强器件稳定性的保护屏障的作用。因此，IBS使实验室规模的钙钛矿太阳能电池效率达到 24.62%，在156 × 156 mm2基板上制作的钙钛矿太阳能模组的效率达到18.73%。所获得的效率代表了基于富勒烯器件的最高记录，展示了在钙钛矿/富勒烯界面设计界面分子方面的重大进展，并为增强钙钛矿太阳能电池的商业可行性提供了一条有希望的途径。
（通讯员：化学学院 张有地）
