近年來，有機(jī)無機(jī)雜化鈣鈦礦太陽能電池發(fā)展迅速，其光電轉(zhuǎn)化效率從3.8%發(fā)展到目前25.5%的認(rèn)證效率，被視為最具有應(yīng)用潛力的新型高效率太陽能電池之一。雖然鈣鈦礦太陽能電池具有較高光電轉(zhuǎn)換效率，可與多晶硅薄膜電池媲美，但電池的長(zhǎng)期穩(wěn)定性未達(dá)到商業(yè)化要求。此外，傳統(tǒng)的低溫溶液法可便利地制備鈣鈦礦薄膜，但制備出的鈣鈦礦通常是多晶薄膜，易在晶界或表面產(chǎn)生針孔和缺陷。產(chǎn)生的缺陷可捕獲光生載流子，限制載流子的擴(kuò)散，降低載流子的壽命，還會(huì)引起離子遷移和擴(kuò)散，最終導(dǎo)致器件穩(wěn)定性和效率下降。 

中國(guó)科學(xué)院功能納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與組裝/福建省納米材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員高鵬課題組針對(duì)鈣鈦礦太陽能電池表面缺陷和水分侵蝕導(dǎo)致的穩(wěn)定性問題，開發(fā)出一系列D-π-A型卟啉分子，并在使用該卟啉小分子鈍化鈣鈦礦表面缺陷作用機(jī)制的研究中取得重要進(jìn)展。研究發(fā)現(xiàn)，以該系列卟啉分子CS0，CS1， CS2處理鈣鈦礦表面，可有效鈍化鈣鈦礦表面缺陷，從而抑制perovskite/HTM界面間的非輻射復(fù)合；由于卟啉分子上疏水型長(zhǎng)烷基鏈的存在，可有效阻擋空氣中水分子的入侵。基于CS0，CS1，CS2鈍化的鈣鈦礦太陽能電池，均表現(xiàn)出良好的濕穩(wěn)定性和提升的器件性能；基于CS1鈍化的器件，獲得了22.37%的最高電池效率。測(cè)試表明，編號(hào)為CS0-CS2的卟啉材料上的氰基丙烯酸官能團(tuán)成功鈍化鈣鈦礦晶格表面和晶界的缺陷，從而提高器件的VOC和FF。 

相關(guān)研究成果發(fā)表在Advanced Functional Materials上。高鵬為論文通訊作者，副研究員麥綺為論文第一作者，博士研究生周勤為論文的共同第一作者。 

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福建物構(gòu)所鈣鈦礦太陽能電池研究取得進(jìn)展