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反式結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池由于其更好的穩(wěn)定性，更易于放大和集成等特點(diǎn)，被認(rèn)為是最有望實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的新一代光伏電池。然而，反式鈣鈦礦電池中的鈣鈦礦/C₆₀界面存在嚴(yán)重的非輻射復(fù)合損失，限制了其單節(jié)及疊層器件效率的提升，亟需更高效的界面層或電子傳輸層來突破該瓶頸。為了解決這些復(fù)合損失，該工作引入了具有球狀分子結(jié)構(gòu)和三維芳香性的鄰碳硼烷作為界面材料。通過熒光量子產(chǎn)率及導(dǎo)電AFM等測試，證實(shí)了苯胺基修飾的鄰碳硼烷有效的鈍化了鈣鈦礦表面，同時消除了鈣鈦礦/C₆₀界面的非輻射復(fù)合損失。該工作同時研究了碳硼烷作為電子傳輸材料的潛力，在阻擋空穴的同時提升界面電子傳輸。通過此種策略，該工作實(shí)現(xiàn)了超過了23%的光電轉(zhuǎn)換效率，以及低至110 mV的非輻射電壓損失。器件在400小時最大功率點(diǎn)追蹤下保持初始效率的97%。基于碳硼烷的界面層同時實(shí)現(xiàn)了鈍化，電子傳輸和空穴阻擋，為更高效和穩(wěn)定的反式鈣鈦礦太陽電池提供了新的界面功能材料。

該論文第一作者是博士生葉方圓，通訊作者是吳永真教授和Martin Stolterfoht博士，工作得到了田禾院士和朱為宏教授的大力支持和悉心指導(dǎo)。此外，華東理工大學(xué)王海豐教授及博士生吳佳蔚在理論計(jì)算方面提供了諸多幫助。研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委、上海科技重大專項(xiàng)、高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計(jì)劃、中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)等項(xiàng)目資金的支持。

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-34203-x