德国亥姆霍兹柏林材料与能源研究中心(HZB)的研究团队在《先进能源材料》杂志发表重要研究成果,成功开发出基于新型有机分子Th-2EPT的锡钙钛矿太阳能电池,实现了8.2%的光电转换效率。这项突破为开发环保、稳定的无铅钙钛矿光伏技术开辟了新路径。
研究团队针对传统锡钙钛矿太阳能电池中PEDOT:PSS接触层存在的性能限制问题,创新性地采用了自组装单分子层(SAM)技术。通过系统的理论计算和分子设计,团队发现吩噻嗪衍生物Th-2EPT能够形成更优化的界面结构。项目负责人Artem Musiienko博士表示:"我们的密度泛函理论计算显示,Th-2EPT与钙钛矿晶格的匹配度更高,能显著减少界面复合损耗。"
该研究具有以下重要突破:
首次在锡钙钛矿中实现高效SAM界面工程
通过分子设计解决晶格失配问题
制备的钙钛矿薄膜具有优异结晶特性
将无铅钙钛矿电池效率提升至8.2%的新高度
研究团队成员Valerio Stacchini指出:"Th-2EPT不仅改善了界面接触,还提升了钙钛矿层本身的光电性能,这是效率突破的关键。"与立陶宛考纳斯理工大学合作合成的这一新型材料,为开发更环保、更稳定的钙钛矿光伏技术提供了重要工具。
目前,研究团队正致力于进一步优化材料体系和器件结构,重点解决以下问题:
提升锡钙钛矿的稳定性
探索在叠层电池中的应用潜力
开发可规模化制备的工艺技术
继续提高光电转换效率
这项研究成果不仅推动了无铅钙钛矿太阳能电池的发展,也为其他环保型光伏材料的界面工程提供了重要参考。随着后续研究的深入,这项技术有望为可再生能源领域带来新的突破。
更多信息: Valerio Stacchini 等人,《基于吩噻嗪的含噻吩头基自组装单分子层可最大程度降低锡钙钛矿太阳能电池中的埋界面损耗》,《先进能源材料》 (2025)。期刊信息: 先进能源材料













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