近日，材料与能源学院青年学者任小东副研究员与张文华研究员与陕西师范大学刘生忠教授等合作，在弱光响应钙钛矿光伏电池领域取得进展，创造了室内光伏器件效率的世界记录，相关论文“In Situ Formation of 2D Perovskite Seeding for Record-Efficiency Indoor Perovskite Photovoltaic Devices”发表在材料与能源科学领域国际著名期刊Adv. Mater.（https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202306870）。
该研究针对溶液法制备的钙钛矿薄膜存在缺陷多、非辐射复合严重的问题，尤其是在室内光环境下非辐射复合的影响更为突出，严重制约电池性能。在前期的研究基础上（Adv. Mater. 2021, 33, 2100770; Nano Energy 2022, 95, 106965），设计了一种多官能团协同自发形成二维钙钛矿晶种并辅助三维钙钛矿薄膜结晶的策略（图1），显著改善薄膜均匀性、结晶质量和太阳能电池性能。研究发现，丙氨酰胺盐酸盐（AHC）的引入能够有效提高钙钛矿薄膜的质量，表现出更好的均匀性、更低的陷阱密度、更小的晶格应力，从而使载流子寿命延长了10倍。基于此组装的钙钛矿器件在1000 Lux的室内光照下钙钛矿电池的能量转换效率达到40.07％（电池面积2.56 cm2），再次刷新了大面积钙钛矿室内光伏器件转换效率的世界纪录。这项工作提供了一种为物联网设备制造高性能室内钙钛矿太阳能电池的新方法，在大面积打印技术方面具有巨大潜力。同时，该团队在钙钛矿太阳能电池成果转化方面也获得了重要进展，对推进钙钛矿光伏电池走向市场应用提供了重要的基础。
该研究成果得到了云南大学“双一流”学科建设项目、西南联合研究生院科技专项的支持。
供稿：材料与能源学院
编辑：李哲 责任编辑：陈涛