近日，鄭州大學(xué)物理學(xué)院在基于稀土摻雜納米晶界面調(diào)控鈣鈦礦太陽(yáng)能電池研究方面取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果以題為“Europium ions doped WOx nanorods for dual interfacial modification facilitating high efficiency and stability of perovskite solar cells”的論文，發(fā)表于國(guó)際知名期刊《Nano Energy》上。物理學(xué)院青年教師陳旭博士為第一作者，史志鋒副教授以及吉林大學(xué)徐文副教授和宋宏偉教授為通訊作者，鄭州大學(xué)為第一作者單位。

電子傳輸層、空穴傳輸層，以及它們的界面調(diào)控是實(shí)現(xiàn)高效率、高穩(wěn)定性的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池主要途徑。該研究設(shè)計(jì)利用具有優(yōu)異光電性質(zhì)的稀土摻雜氧化鎢納米棒（Eu-WOx）同時(shí)調(diào)控電子傳輸層和空穴傳輸層。一方面，Eu-WOx納米棒可以調(diào)控電子傳輸層與鈣鈦礦層間的能級(jí)結(jié)構(gòu)，還能減少界面缺陷，有利于電子的提取和傳輸，其同時(shí)具有下轉(zhuǎn)換發(fā)光能夠有效的減少紫外光對(duì)器件的損壞。另一方面，Eu-WOx納米棒可以通過(guò)表面等離子體性質(zhì)的中間態(tài)能級(jí)減小空穴傳輸層與電極之間的勢(shì)壘，有助于提高空穴傳輸層的導(dǎo)電性和空穴遷移率，同時(shí)作為保護(hù)層阻礙金向鈣鈦礦層的擴(kuò)散。最終，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率獲得了顯著的提高，且無(wú)遲滯效應(yīng)，器件在光照和自然環(huán)境下的長(zhǎng)時(shí)穩(wěn)定性也表現(xiàn)優(yōu)異。該研究揭示了一種雙界面調(diào)控鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的方法，構(gòu)造高效的載流子傳輸通道，為進(jìn)一步提高鈣鈦礦器件的性能提供了新思路。

該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)博士后科學(xué)基金、河南省青年基金以及鄭州大學(xué)高層次人才科研啟動(dòng)基金等項(xiàng)目的支持。

文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.105564