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自組裝單分子層（Self-assembled Monolayers，SAMs）材料因具有低耗、低光學(xué)損失和高保型性等特點(diǎn)，被廣泛用作空穴選擇性接觸，以實(shí)現(xiàn)高效鈣鈦礦、鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池的制備。然而，由于SAMs吸附對復(fù)雜氧化物表面化學(xué)的敏感性，在金屬氧化物（如氧化銦錫，Indium Tin Oxide，ITO）表面上實(shí)現(xiàn)均勻且無針孔的單分子層的沉積頗有挑戰(zhàn)性。

近期，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員葉繼春帶領(lǐng)硅基太陽能及寬禁帶半導(dǎo)體團(tuán)隊(duì)，在前期晶體硅和鈣鈦礦太陽電池研究的基礎(chǔ)上，在鈣鈦礦/硅疊層電池方向取得了新進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)提出了ITO表面重構(gòu)的新方法，實(shí)現(xiàn)了效率為28.4%的四端鈣鈦礦/硅疊層太陽電池的制備。該工作通過氫氟酸和隨后的紫外臭氧處理方法選擇性地去除ITO表面不需要的末端羥基和水解產(chǎn)物，從而實(shí)現(xiàn)ITO表面重構(gòu)。這種方法可增加ITO表面活性和面積，從而促進(jìn)高密度SAMs的吸附。此外，所得的氟化表面還可以防止ITO與鈣鈦礦活性層的直接接觸，并鈍化鈣鈦礦的埋底界面。得益于協(xié)同改進(jìn)的鈣鈦礦成膜、電荷提取、能級排列和界面化學(xué)穩(wěn)定性，相應(yīng)的單結(jié)鈣鈦礦太陽電池獲得了21.3%的光電轉(zhuǎn)換效率和較好的長期運(yùn)行穩(wěn)定性。科研人員將由重構(gòu)的ITO制得的半透明電池和遂穿氧鈍化接觸（TOPCon）電池用于四端鈣鈦礦/硅疊層太陽電池的制備，最終獲得了28.4%的效率。

相關(guān)研究成果以Reconstruction of the Indium Tin Oxide Surface Enhances the Adsorption of High-Density Self-Assembled Monolayer for Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells為題，發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會和浙江省等的支持。



原標(biāo)題：寧波材料所鈣鈦礦/晶硅疊層太陽能電池研究獲進(jìn)展