近年來(lái)，有機(jī)無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦太陽(yáng)能電池因其高效廉價(jià)的特性，引發(fā)了能源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的研究熱潮。然而，活性層或界面的缺陷可以嚴(yán)重影響鈣鈦礦電池的器件性能和穩(wěn)定性。

近日，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家納米科學(xué)中心周惠瓊課題組將生物聚合物肝素鈉引入到鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的陰極界面，在TiO2和MAPbI3層之間起到分子橋梁的作用，鈍化了界面缺陷，并同時(shí)改善了器件的效率和穩(wěn)定性。

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池界面修飾前后的器件效率和環(huán)境穩(wěn)定性

周惠瓊課題組將肝素鈉分子橋聯(lián)了TiO2和MAPbI3層，研究其對(duì)缺陷鈍化和器件衰減的影響。該界面層的引入同時(shí)鈍化了鈣鈦礦活性層內(nèi)的本體缺陷以及TiO2/MAPbI3界面之間的界面缺陷，從而將器件效率從17.2%提高到20.1%，并抑制了電滯回線現(xiàn)象和缺陷誘發(fā)的電荷復(fù)合。修飾后的器件穩(wěn)定性也得到了很大的提高，在空氣中放置70天后，依然保持了85%的起始效率。DFT理論計(jì)算表明肝素鈉分子通過多種功能基團(tuán) (-COO-, -SO3-, or Na+) 與TiO2中的Ti4+，以及MAPbI3中的Pb2+和I-發(fā)生相互作用。這項(xiàng)研究闡述了一種高度簡(jiǎn)易可行的、利用生物分子提高器件性能的鈣鈦礦電池界面修飾策略。

該項(xiàng)研究是周惠瓊課題組前期研究工作 (Chem. Eur. J. 2017, 23, 18140) 的進(jìn)一步拓展，與國(guó)家納米中心的施興華課題組（理論計(jì)算）、裘曉輝課題組（開爾文探針測(cè)試）以及北京航空航天大學(xué)的張淵課題組（器件物理測(cè)試）通力合作，研究工作得到了中科院百人計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。

該研究結(jié)果以A Biopolymer Heparin Sodium Interlayer Anchoring TiO2 and MAPbI3 Enhances Trap Passivation and Device Stability in Perovskite Solar Cells 為題在線發(fā)表在《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）雜志上。