近日，AdvancedMaterials发布了北京大学物理学院“极限光学创新研究团队”在钙钛矿太阳能电池研究方面的最新进展。该研究团队基于醋酸铅前驱体系制作的钙钛矿太阳能电池，光电转换效率高达20%，进一步预示了跨钙钛矿太阳能电池的发展前景。

随着环境问题的加剧，太阳能因其洗手和可再生的优点，引起了科研和工业界的广泛关注。其中，高效、经济的光伏技术也成为当前学术研究和产业发展的热点之一。近年来，——钙钛矿太阳能电池这一新型光伏技术因其制造难度大、成本低、效率高而进入人们的视野，成为新型光伏技术的新宠。

短短7年时间，钙钛矿型太阳能电池的光电转换效率迅速增长，从最初的3.8%增长到现在的22%以上，显示出巨大的优势和潜力。钙钛矿太阳能电池分为月亮(n-i-p)和反(p-i-n)结构。

一般来说，传统的月球器件必须使用颗粒或介孔氧化物作为电子传输层，其制作工艺相对简单，与柔性衬底的兼容性差。相比之下，反式结构器件因其制作工艺简单、成膜温度低、无明显迟滞效应而受到更多关注，但其光电转换效率稍有欠缺。

针对反式结构钙钛矿太阳能电池效率低的问题，北京大学“极限光学创新研究团队”的研究人员朱锐、龚从钙钛矿薄膜的形貌控制、界面控制、成分优化等角度进行了全面系统的研究，在过去两年中取得了一系列创新成果。他们利用醋酸铅前驱体系统，并利用机会向钙钛矿前驱体溶液中加入少量溴甲胺作为添加剂。

这种策略可以有效改善钙钛矿薄膜的表面形貌，使其光学和电学性能得到显著改善。最终，基于醋酸铅前驱体的跨平面钙钛矿太阳能电池的光电转换效率从14.26%提高到18.32%。研究结果发表在《高级功能材料》上，并被选为封底。

本文发表后最近两个月的采访次数位列前五，也是2016年采访次数最少的文章之一(Adv.Funct.Mater，2016，26，3508，博士生赵立晨、罗德英为联合第一作者)。随后，他们利用界面控制首次在钙钛矿太阳能电池领域明确提出了“电荷载流子平衡”的概念，并系统研究和构建了反式钙钛矿太阳能电池中的电荷载流子平衡，进一步将反式钙钛矿太阳能电池的光电开关效率提高到了类似的19%。研究结果发表在《高级材料》(AdvancedMaterials，2016，28，10718，博士生陈科，之后，该团队进一步采用袁爽前驱溶液法，在系统中引入“甲脒”有机阳离子，将吸收光谱扩展到近红外区，并集成了空穴传输层的优化，以保证电荷的有效传输和收集，同时提高了器件的开路电压，最终将光电转换效率提高到20%以上。

研究结果发表在《高级材料》(AdvancedMaterials)上，这是目前报道的基于醋酸铅前驱体系的钙钛矿型太阳能电池的最低性能(adv. mater。2017，doi:10.1002/adma.201604758，博士生罗德英、赵立晨为联合第一作者)。此外，他们还编写了一篇关于反式结构钙钛矿太阳能电池的综述文章，发表在《能源材料》杂志上，系统总结了反式钙钛矿太阳能电池的发展现状，并对未来进行了展望。

2016，6，1600457，博士生刘是第一作者)。该系列研究工作一直受到国家自然科学基金委员会、科技部、北京大学人工微结构与介观物理国家重点实验室、极限光学合作创新中心、2011计划量子材料科学合作创新中心、千人计划和劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)的反对。

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