钙钛矿太阳电池由于具有优异的光电转换效率以及低的成本而得到了学术界和产业界的广泛关注。尤其是，基于正式结构的器件已经实现了25.7%的认证效率纪录，远超过其他类型的薄膜光伏技术。然而，包括Au和Ag在内的贵金属阳极材料仍具有显著的卤素腐蚀性且成本较高，制约着高效钙钛矿光伏技术的产业化。

有鉴于此，上海交大王言博&韩礼元教授在Nano-Micro Letters期刊上发表利用原位生成的隧穿层丰富正式钙钛矿太阳电池的阳极选择的最新成果。首次揭示了基于低功函Ag阳极的正式器件高效工作的关键在于银与迁移的卤化物在界面上原位生成的碘化银隧穿层，并基于该发现，利用多种材料原位反应生成隧穿层，通过界面偶极子消除了肖特基势垒，实现了基于多种低功函金属的高效正式器件。其中，基于低功函Cu电极的标准正式器件（1.04 cm²）实现了23.24%的光电转换效率（认证22.74%），为非贵金属阳极钙钛矿标准器件的最高认证效率。此外，上述器件在一个太阳光下连续工作500小时后，仍保有原始效率的98.6%。

图1 AgI隧穿层的原位生成以及该隧穿层对器件性能的影响

图2 自发形成的AgI隧穿层消除了空穴传输层/Ag电极界面的肖特基势垒

图3对于空穴传输层表面的原位生成隧穿层（ISTL）的表征

图4基于ISTL和Cu阳极的器件性能

图5 基于不同ISTL和低功函阳极的最佳器件电流-电压曲线

文章链接： https://doi.org/10.1007/s40820-022-00975-6

上海交大材料学院