近日，能源与环境科学学院先进半导体技术团队联合云南大学张文华教授在国际知名期刊《Advanced Functional Materials》发表了题为“Interfacial Band Homogenization and Controlled Nucleation Synergistically Enable Vertical Monolithic Perovskite Films for High-Efficiency Solar Cells”（https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.79067⁠）研究论文。论文第一作者为我院2024级硕士研究生农皓皓，云南师范大学能源与环境科学学院青年教师宋乔刚、王书荣教授和云南大学张文华教授为该论文的通讯作者。

近年来，有机–无机杂化钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已突破27%，展现出广阔的应用前景。然而，倒置钙钛矿太阳能电池埋底界面存在的能带分布不均、缺陷富集及非辐射复合等问题，严重制约了器件效率与稳定性的进一步提升。目前，多数界面工程策略主要侧重于缺陷钝化或能级匹配，而对界面能带均匀化与钙钛矿结晶过程的协同调控研究相对不足。因此，如何实现埋底界面能带均匀化与钙钛矿定向结晶的协同优化，是提升器件光电性能与稳定性的重要挑战。

本工作针对倒置钙钛矿太阳能电池埋底界面能带分布不均、缺陷富集及结晶质量受限等问题，创新性地提出了一种基于1,3-二氨基-2-丙醇（1,3-DAP）修饰氧化铝（Al₂O₃）纳米颗粒的埋底界面调控策略，实现了界面能带均匀化、梯度渗透缺陷钝化与定向结晶的协同调控。系统揭示了1,3-DAP分子的多重作用：（1）通过表面静电排斥抑制Al₂O₃纳米颗粒团聚，构建有序界面偶极层，实现埋底界面电势均匀化与能级分布优化；（2）未锚定的1,3-DAP分子由埋底界面向钙钛矿浅层渗透，有效钝化缺陷并抑制非辐射复合；（3）通过调控钙钛矿成核与结晶过程，促进晶粒沿（100）晶面择优取向生长，形成纵向互连的大晶粒钙钛矿薄膜。优化后的器件在氮气环境下实现了26.00%的光电转换效率（PCE），在空气环境下仍获得25.09%的效率，并在连续光照最大功率点跟踪运行700小时后保持初始效率的90%。该研究为高效率、高稳定性倒置钙钛矿太阳能电池的埋底界面工程提供了新思路。

该论文得到了国家自然科学基金（62264016、22309163）、云南省基础研究专项（202301AS070009）及云南省基础研究项目（202601AT070038）项目的资助。