近日，我院有机钙钛矿光伏技术团队和中山大学匡代彬教授合作，在宽带隙钙钛矿太阳电池薄膜生长控制研究方面取得新进展。相关工作“F-Type Pseudo-Halide Anions for High-Efficiency and Stable Wide-Band-Gap Inverted Perovskite Solar Cells with Fill Factor Exceeding 84%” 以河北大学为第一单位在线发表在《ACS Nano》(2022, DOI: 10.1021/acsnano.2c02876)。研究生陶俊雷、刘小妮为论文共同第一作者，杨少鹏教授、关丽教授和中山大学匡代彬教授为共同通讯作者，硕士生韩世闯参与了计算方面的工作。
宽带隙钙钛矿薄膜的结晶质量对叠层光伏电池的性能有着重要的作用。因此，提高宽带隙钙钛矿薄膜的性能对于发展叠层光伏电池是非常必要的。在本项工作中，通过在钙钛矿前驱体溶液中使用含F类卤素阴离子添加剂（PF6- 或 BF4-），使得宽带隙钙钛矿薄膜获得了较大的晶粒尺寸和较高的晶体质量，并且具有较低的缺陷密度。同时，由于I-/Br-卤素离子被含F类卤素阴离子取代，使得钙钛矿晶格膨胀，有效的释放钙钛矿薄膜中的拉伸应力，进而抑制了载流子的复合，降低电荷转移损耗，并且抑制相分离的产生。最终，基于倒置1.67 eV宽带隙钙钛矿光伏器件的转换效率提高到20%以上，且具备84.02%超高填充因子和出色的器件稳定性。此外，基于四端钙钛矿/硅叠层光伏器件的转换效率分别达到27.35%（PF6-）和27.11%（BF4-）。这为进一步提高宽带隙钙钛矿光伏器件的性能提供了重要指导。
以上工作得到了光伏技术省部共建协同创新中心、国家重点研发计划、河北省重点研发计划、河北省自然科学基金重点和国家自然科学基金等项目的资助。
