近日，国际知名学术期刊《Adv. Energy Mater.》（IF=29.368）以“Stoichiometric Dissolution of Defective CsPbI2Br Surfaces for Inorganic Solar Cells with 17.5% Efficiency”为题，在线报道了我校材料学院清洁能源材料与器件团队在无机钙钛矿光伏领域的最新研究成果。
光伏电池可将清洁的太阳能转化为电能，对助力“碳达峰、碳中和”目标的实现具有重要意义。无机钙钛矿电池具有优异的本征稳定性、能带可调、溶液加工等优点，其制造成本仅为硅电池的1/3左右，近年来成为光伏领域研究热点。然而，该钙钛矿电池光吸收层近表面埋覆的大量缺陷易引起非辐射电荷复合，使该类光伏电池效率普遍较低，严重限制了该技术的实际应用。
针对这一关键问题，研究团队利用密度泛函理论深入探究宽带隙卤化物组分与各个官能团的配位及反应机制，进而利用[BMIM]PF6离子液体创新性地实现了铯铅卤钙钛矿表面缺陷结构的等化学计量比刻蚀，创制出表面包埋缺陷结构与不饱和表面位点协同钝化的钙钛矿薄膜。该薄膜表层附近结构不但具有良好的取向与晶格连续性，而且表面吸附的离子液体能够与铅、卤素等缺陷位点键合，从而有效改善钙钛矿吸光材料的缺陷态密度和载流子传输效率。表面处理后，宽带隙（1.88 eV）铯铅卤钙钛矿电池的非辐射复合电压损失由0.33 V降低至0.19 V，器件的光电转换效率由14.31%提升至17.51%，达到了同类钙钛矿电池的最优水平。上述研究有望应用到其他类型钙钛矿材料中，为光伏电池性能及寿命提升提供了新的研究思路。
我校为该论文的唯一通讯单位，第一作者为材料学院研究生刘心翊，通讯作者为侯宇教授和杨双教授，并得到杨化桂教授的悉心指导，以及国家“万人计划”青年拔尖人才项目、国家优秀青年科学基金项目等资金支持。
文章链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202103933