據悉，譚海仁教授課題組一直致力于新型全鈣鈦礦疊層電池技術(shù)的研究，近年來(lái)，團隊在小面積全鈣鈦礦疊層太陽(yáng)電池中接連取得突破，先后實(shí)現24.8%（Nature energy 864, 4, 2019）、26.4%（Nature 603, 73, 2022）與28.0%（Nature 620, 994, 2023）的認證紀錄效率。然而，大面積全鈣鈦礦疊層太陽(yáng)電池的光電轉換效率與小面積疊層電池仍有較大差距，制約了鈣鈦礦疊層電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。功能層的不均勻成膜是限制大面積全鈣鈦礦疊層電池性能提升的重要因素。目前，優(yōu)化空穴傳輸層和調控鈣鈦礦體結晶是提升大面積成膜均勻性的常規策略。然而，團隊在前期實(shí)驗中發(fā)現，在充分優(yōu)化空穴傳輸層和鈣鈦礦體相后，大面積器件與小面積器件之間的性能差距仍然較大，這意味著(zhù)后續沉積的電子傳輸層（C??）可能為器件引入了新的不均勻性。
為了解決上述關(guān)鍵問(wèn)題，研究人員在鈣鈦礦與電子傳輸層之間引入了多種插入層分子，并使用大面積光致發(fā)光圖像研究了薄膜的均勻性：表面經(jīng)4-氟苯乙胺氯處理后的鈣鈦礦均勻性得到了顯著(zhù)提升，而4-三氟甲基苯胺氯可以有效地增強器件的電流。最終，團隊使用混合兩種分子的后處理溶液開(kāi)發(fā)了一種定制的二維鈣鈦礦插入層來(lái)優(yōu)化鈣鈦礦器件在電子傳輸層界面處的均勻性及性能。
經(jīng)國際權威機構JET第三方認證，由南京大學(xué)與仁爍光能團隊制備的大面積全鈣鈦礦疊層太陽(yáng)電池的穩態(tài)光電轉換效率高達28.2%，為目前該尺寸下全鈣鈦礦疊層太陽(yáng)電池的最高轉換效率，促進(jìn)了全鈣鈦礦疊層太陽(yáng)電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
