近日，華僑大學材料科學與工程學院吳季懷教授課題組蘭章教授在Nano Energy上發表碳電極鈣鈦礦太陽能電池重要研究成果：PbS/CdS Heterojunction Thin Layer Affords High-Performance Carbon-Based All-Inorganic Solar Cells (DOI: 10.1016/j.nanoen.2022.106973)。Nano Energy是Elsevier出版社旗下國際奈米能源領域公認的頂級期刊，最新影響因子為17.881。
碳電極鈣鈦礦太陽能電池相比傳統貴金屬電極電池具有顯著優勢，如成本更低、製備工藝更為簡單、穩定性更好等。但是鈣鈦礦/碳電極介面存在的大量缺陷使電池暗反應嚴重，同時鈣鈦礦/碳電極間空穴的選擇提取效率也不高，導致其光電轉換效率明顯低於傳統結構電池。為解決這一關鍵問題，蘭章教授帶領的研究小組將聚噻吩/富勒烯體異質結薄層插入鈣鈦礦/碳電極介面，製備出效率高達11.54%的碳電極CsPbIBr2太陽能電池，為此類電池的最高效率之一。
隨後，他們嘗試用全無機硫化物奈米晶/量子點(PbS/CdS)來構建體異質結用於修飾鈣鈦礦/碳電極介面，發現這一策略對抑制鈣鈦礦/碳電極介面暗反應，提高空穴提取效率具有顯著效果。後續研究發現，這一策略不僅能有效提升碳電極全無機鈣鈦礦太陽能電池效率和穩定性，亦可以顯著提升碳電極有機無機雜化鈣鈦礦太陽能電池效率和穩定性，是攻克當前碳電極鈣鈦礦太陽能電池發展瓶頸的有效策略。
該研究工作在蘭章和吳季懷教授共同指導下完成，2019級博士生徐源為第一作者。研究得到國家自然科學基金-海峽聯合基金重點專案（U1705256）和國家自然科學基金專案（51972123、21771066）的資助。（通訊員：華僑大學李振宏）
