Science报道材料学院周欢萍团队&张艳锋团队在钙钛矿太阳能电池的重要进展

主要观点总结

北京大学材料科学与工程学院周欢萍团队与张艳锋团队合作，将晶圆级连续单层MoS2集成到钙钛矿层上下界面，显著提高了钙钛矿太阳能电池的稳定性和效率。研究成果以“Wafer-scale monolayer MoS2 film integration for stable, efficient perovskite solar cells”为题，发表在《科学》期刊上。该研究通过界面工程搭建二维材料和软晶格光电材料的桥梁，为提高钙钛矿基光电器件性能提供了实用框架。

关键观点总结

关键观点1: 金属卤化物钙钛矿成为新一代光伏材料的优势

钙钛矿材料具有优越的光电性能和低廉的成本，是最有前景的新一代光伏材料之一。

关键观点2: 钙钛矿太阳能电池面临的挑战

虽然钙钛矿太阳能电池发展迅速，但在同时实现高效率和足够的稳定性方面仍然存在挑战。卤化物钙钛矿由于其软晶格和相对较弱的键，在太阳能电池运行过程中容易降解。

关键观点3: MoS2集成到钙钛矿层的效果

通过将晶圆级连续单层MoS2集成到钙钛矿层的上下界面，形成了稳定的器件构型，显著增强了钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性。MoS2插层从物理和化学上稳定了钙钛矿，减少了载流子非辐射复合，提高了钙钛矿太阳能电池的开路电压和填充因子。

关键观点4: 研究的主要成果

基于MoS2/钙钛矿/MoS2结构的钙钛矿太阳能电池和组件分别实现了高达26.2%和22.8%的光电转换效率。此外，电池表现出卓越的湿热稳定性、光照稳定性和运行稳定性。

关键观点5: 研究的合作与资助情况

该研究得到了多个合作团队和项目的联合资助，包括国家自然科学基金、北京市自然科学基金、国家重点研发计划等。

文章预览

金属卤化物钙钛矿以其优越的光电性能和低廉的成本成为最有前景的新一代光伏材料。尽管钙钛矿太阳能电池发展迅速，但在同时实现高效率和足够的稳定性方面仍然存在挑战。卤化物钙钛矿由于其软晶格和相对较弱的键，在太阳能电池运行过程中容易降解。即使通过封装来隔离水分和氧气，钙钛矿在热、光照和电场下的不稳定性仍然是商业化之前需要解决的关键问题。 针对上述问题，北京大学材料科学与工程学院周欢萍团队和张艳锋团队合作，将晶圆级连续单层MoS 2 集成到钙钛矿层的上、下界面以形成稳定器件构型，从而显著增强钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性。研究成果以“Wafer-scale monolayer MoS 2 film integration for stable, efficient perovskite solar cells”为题，于2025年1月10日在线发表于《科学》（Science）期刊上。论文链接为： https://www.science.org/ ………………………………