近日，材料与能源学院张文华研究员与四川大学赵德威教授、陈聪副研究员等合作，针对1.65 eV宽带隙的钙钛矿太阳能电池领域，取得了显著进展，成功创造了钙钛矿太阳能电池中的最高开路电压世界纪录之一，相关成果以“Custom-tailored solvent engineering for efficient wide-bandgap perovskite solar cells with a wide processing window and low VOC losses”为题，在材料与能源科学领域期刊《Energy & Environmental Science》发表。

在宽带隙钙钛矿太阳能电池的制备过程中，钙钛矿薄膜因不受控制的快速结晶而导致质量低下，进一步导致开路电压损失，限制了硅/钙钛矿叠层太阳能电池性能的提升。为解决这一问题，研究团队采用了一种创新的溶剂工程策略，即使用1,3-二甲基-3,4,5,6-四氢-2(1H)-嘧啶酮（DMPU）部分替代传统的二甲亚砜（DMSO），旨在实现高质量钙钛矿薄膜和高效能的钙钛矿太阳能电池，同时具有较宽的反溶剂加工窗口。

通过DMPU与PbI2之间的强相互作用，该定制溶剂有效地延缓和调控了钙钛矿薄膜的结晶生长过程，促使形成更大的晶粒并减少晶体缺陷。此外，稳定的DMPU-PbI2中间相的形成能够持续释放PbI2，减少了对反溶剂滴加时间的依赖，进而拓宽了加工窗口。得益于DMPU定制溶剂工程提升的钙钛矿薄膜质量，所制备1.65 eV宽带隙钙钛矿太阳能电池的性能和稳定性获得了显著提高，实现了21.9%的最高功率转换效率和1.256 V的开路电压，开路电压损失降至0.394 V，为硅/钙钛矿叠层太阳能电池中宽带隙（1.65-1.68 eV）钙钛矿太阳能电池中最低之一。

该研究成果得到了云南大学“双一流”学科建设项目、西南联合研究生院科技专项的支持。

论文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/ee/d4ee00330f

供稿：材料与能源学院

编辑：李哲 责任编辑：王崴