近日，我院联合脉络能源科技有限公司在Cell姊妹刊Device上发表题为“Wide-band-gap perovskite solar minimodules exceeding 43% efficiency under indoor light illumination”的研究论文。硕士研究生马巧燕、博士研究生马梦恩为共同第一作者，王有生副研究员和麦耀华教授为文章共同通讯作者。

宽带隙钙钛矿室内光伏（indoor photovoltaics, IPVs）为物联网（Internet of Things, IoT）系统包括小型、便携式和可持续的电子设备等供电方面展现出巨大的应用前景。然而，由于卤化物相偏析和空位缺陷，宽带隙钙钛矿存在较大的开路电压（V_oc）和填充因子（FF）损失，导致室内光电转换效率较低。

鉴于此，研发团队开发了含长链烷基胺配体（OAm⁺）2D-3D异质结宽带隙钙钛矿及其光伏组件。研究发现，含OAm⁺配体的宽带隙钙钛矿薄膜表面粗糙度降低，具有更均匀的薄膜形貌和更少的漏电流。通过理论模拟，OAm⁺配体倾向于吸附在3D钙钛矿或A位空位的界面处，成为桥接2D-3D异质结构的重要间隔物，有效抑制了离子迁移和空位缺陷，最终提升了宽带隙钙钛矿太阳能电池的V_oc和FF。结果，2D-3D异质结钙钛矿光伏组件在标准太阳光（AM1.5G 100 mW cm^-2）照射下，获得19.20%的转换效率，其中V_oc为7.40 V（每个子电池平均V_oc为1.233 V），FF为80%。在室内光LED（1000 lux, 3000 K, 301.9 μW cm^-2）照射下，组件获得了43.54%的光电转换效率，这是目前为止报道的世界最高室内光伏组件效率。

该工作为减少宽带隙钙钛矿薄膜缺陷、抑制器件非辐射复合及制备高性能光伏组件提供了普适方法，并为探索更高转化效率的钙钛矿室内光伏组件提供理论依据。

图1为宽带隙钙钛矿太阳能电池组件及室内光伏性能。

本工作得到了国家自然科学基金(62204099)和中央高校基本科研业务费专项资金(21623413)等项目的资助。

论文链接：https://www.cell.com/device/fulltext/S2666-9986(23)00291-0

文/图：马巧燕

校对：吴绚

排版：吴绚

初审：吴绚

复审：王有生

终审：麦耀华