近日，微电子学院潘旭教授联合成均馆大学Sang Uck Lee&Nam-Gyu Park教授在钙钛矿光电转换器件研究中取得新进展。研究团队围绕有机阳离子诱导的碘化铅八面体连接方式重构，驱动形成具有不同八面体共享模式的一维钙钛矿相，在钙钛矿太阳能电池中实现了互补的电荷选择性接触，获得27.61%的光电转换效率。相关成果以“Octahedral connectivity reconfigures interfacial carrier-selective properties for efficient perovskite solar cells”为题，发表于《自然材料》（Nature Materials）杂志上。

  钙钛矿作为一种新兴的光吸收半导体材料，具有带隙可调、高吸收系数以及优异的光电转换性能。然而，决定器件电荷抽取与稳定性的界面通常依赖于外源化学掺杂，利用大体积有机盐生成低维钙钛矿或钙钛矿类似物补偿能级偏移、增强内建电场，包括化学钝化、偶极取向、功函数调制，但大多只针对p型或者n型单一界面，同时对两个异质界面实现靶向能级调控仍然十分困难。

针对上述问题，研究团队提出了一种结构驱动策略，借助于有机阳离子诱导碘化铅八面体连接方式重构，实现载流子选择性电子特性的调制。通过存在一个杂原子差异的咪唑啉类阳离子，驱动形成一维有机三碘铅相。结合单晶分析与理论计算，八面体连接方式的改变会重塑轨道耦合，显著改变功函数与绝对能带边位置，无需引入外源掺杂剂即可实现差异化的载流子选择性界面行为。利用该结构重构诱导的电子调制效应，在钙钛矿太阳能电池中构建互补的电荷选择性接触，实现27.61% 光电转换效率（认证稳态效率27.19%），同时器件具备优异的工作稳定性与可放大制备能力，在655 cm²模组上实现22.26% 效率，该工作为低维及三维异质结钙钛矿界面设计提供了重要参考。

图 1一维(MTIm) PbI₃与(MAIm) Pb I₃晶体结构

图 2 晶体结构决定一维物相的载流子选择性界面行为

（潘旭 文/图     刘梅 审核）