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    近日，我院周立亞教授&陳培燦助理教授團隊在碳基無空穴鈣鈦礦太陽能電池研究取得重要進展，相關(guān)研究成果以“Eu-based Porphyrin MOF Enables High-performance Carbon-based Perovskite Solar Cells”為題發(fā)表于國際頂級期刊Small。

　　碳基無空穴鈣鈦礦太陽能電池由于其低制作成本和簡易制備流程，有希望成為下一代光伏器件的領(lǐng)跑者。然而，由于碳基鈣鈦礦太陽能電池界面接觸不良、鈣鈦礦與碳電極之間能級失配導致其光電轉(zhuǎn)換效率相對較低。

　　針對這一難題，廣西大學周立亞&陳培燦團隊基于Eu3+-Eu2+氧化還原穿梭對和具有疏水性、獨特吸收光譜、豐富路易斯堿基團的卟啉（TCPP）有機配體構(gòu)建一種2D Eu-TCPP MOF納米片，并將其引入鈣鈦礦層與碳電極界面處。實驗結(jié)果表明，MOF中的銪離子利用氧化還原穿梭效應(yīng)有效抑制缺陷的產(chǎn)生；TCPP配體有效鈍化Pb2+缺陷，并提升鈣鈦礦薄膜疏水性。此外，利用F?rster共振能量轉(zhuǎn)移效應(yīng)，提高了光利用率。同時，Eu-TCPP MOF的引入實現(xiàn)更好的能級對齊和緊密的界面接觸，提高空穴從鈣鈦礦層到碳電極的提取效率。最終，碳基無空穴MAPbI3鈣鈦礦太陽能電池實現(xiàn)18.13%的光電轉(zhuǎn)換效率；與此同時，優(yōu)化后的器件在65-85%高濕度環(huán)境下存放5500小時后仍有初始效率的80.6%。此項工作為理性設(shè)計高效穩(wěn)定的碳基無空穴鈣鈦礦太陽能電池提供全新的視角。

　　本論文第一作者為廣西大學碩士生吳東祺，通訊作者為廣西大學周立亞教授與陳培燦助理教授。該研究得到了國家自然科學基金（No. 22101057；No. U20A20206）和廣西自然科學基金（No. 2022GXNSFDA080005）等項目的資金支持。