铁电材料特有的内建电场可以促进载流子的分离，因此通过制备卤化物钙钛矿与铁电材料制备复合薄膜有望进一步提高钙钛矿太阳能电池的效率。传统的氧化物铁电薄膜的制备往往需要高温形成，而新型的分子铁电材料R-LIPF具有可以溶液法制备且结晶温度低的优点，更重要的是它具有和钙钛矿相似的晶体结构。基于此，苏州大学邹贵付课题组在钙钛矿薄膜上原位生长了有机-无机铁电层，即使在室温下，也可以在一分钟内轻松快速地制备完成。原位过程使原钙钛矿晶粒紧密生长铁电层，减少了晶界的形成，从而减少了晶界处电子与空穴的复合。铁电层形成后，由于空间电荷耗尽区扩大，PSCs的内建电场从1.02 V增强到1.28 V。最终实现了钙钛矿太阳能电池输出开路电压高达1198 mV，最高效率为22.45%，电压损失为352 mV。该策略设计了新方法生长钙钛矿与铁电材料的复合薄膜，为制备高效率钙钛矿太阳能电池提供了新的思路。
图1 钙钛矿薄膜上原位生长有机-无机铁电体的设计示意图。
这一成果近期发表在Nano Energy上，文章的第一作者是苏州大学2138cn太阳集团古天乐博士研究生肖凌波，通讯作者为苏州大学邹贵付教授、赵杰教授、汤如俊教授以及南昌大学廖伟强教授。
论文信息：In-situ organic-inorganic ferroelectric layer growth for efficient perovskite solar cells with high photovoltage
Nano Energy, 2023, 107, 108114. DOI: 10.1016/j.nanoen.2022.108114
导师介绍：
邹贵付： https://www.x-mol.com/groups/Zou_Guifu