将太阳光转变为电的光伏技术是全球新能源开发和利用的重中之重，也是我国实现“碳达峰、碳中和”国家战略目标的源头解决方案。按照相关预测，在“碳中和”实现之时，我国光伏装机产生的电量将占比所有能源种类产生电量的50%。传统的煤电将退出历史舞台。目前，晶硅电池是全球光伏市场的绝对统治者。然而，相比于晶硅电池，钙钛矿电池具有更高性价比、更低能耗、更广应用场景的潜力和优势，有望在未来取代晶硅电池或与晶硅电池共存。
当前，用以提升钙钛矿电池性能的具有工艺便捷、成本低廉且高效的界面工程策略研究被广泛报道，尤其是针对钙钛矿薄膜上界面存在的缺陷调控。然而，由于钙钛矿薄膜底界面不易观察，导致钙钛矿薄膜底界面存在的问题未得到足够关注，这对器件稳定性及效率有不利影响。因此，对于钙钛矿薄膜底部存在的缺陷调控显得格外重要。近期，杭州电子科技大学77779193永利官网/碳中和新能源研究院严文生教授团队发现，在PTAA (聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺)/PVK界面处引入API (N-(3-氨基丙基)-咪唑)后，实现了以下改善: i) 优化了PTAA薄膜的疏水性，利于获得高质量钙钛矿晶粒；ii) 优化了PTAA/PVK界面的能带结构，有助于电荷的高效提取；iii) DFT结果表明，由于API分子中的R-NH2和钙钛矿表面I-之间氢键的形成，加强了API中电子给体单元R-C=N与钙钛矿表面存在的Pb2+缺陷的结合。因此，最终实现了钙钛矿薄膜底界面缺陷的调控，以至于优化后的反式钙钛矿电池效率从19.8%提升至22.0%（如图1）。同时，未封装的器件在空气或氮气条件下进行长时间老化测试后，均保持初始效率值80%以上。该成果以杭电第一单位、以“Modulation of Buried Interface by 1-(3-aminopropyl)-Imidazole for Efficient Inverted Formamidinium-Cesium Perovskite Solar Cells”为题目发表在能源领域顶级期刊Small(IF=13)。杭电王宇博士为本文第一作者，严文生教授为杭电通讯作者。
图 1. a) 电池结构示意图；b)最优器件J-V曲线；c) EQE测量；d) API处理后最优器件的稳态输出；e) API处理前后器件的PCE统计图；f) 暗态J-V；g) Voc的光强依赖性；h) SCLC测试；i) 阻抗谱图。