🔗 文献信息
标题：Suppressing wide-angle light loss and non-radiative recombination for efficient perovskite solar cells
期刊：Nature Photonics（影响因子：35.0）
发表时间：2025年1月9日，Volume 19, Pages 170–177-
DOI：10.1038/s41566-024-01570-4-
研究团队：武汉大学方国家教授、柯维俊教授，瑞士洛桑联邦理工学院Michael Grätzel教授；第一作者：葛艳松博士、Likai Zheng博士、Jing Gao博士、王海兵博士
在钙钛矿太阳能电池研究中，绝大多数创纪录效率都是在垂直模拟太阳光（AM1.5G）条件下测得的。但现实应用中，太阳光入射角度随着时间不断变化——清晨、黄昏、甚至多云天气下的散射光，都会以较大倾斜角度照射到电池表面。
当入射角超过40°时，传统钙钛矿电池会出现显著的短路电流密度（Jsc）和效率损失。这是制约钙钛矿电池走向大规模实际应用的关键瓶颈之一。
近日，武汉大学方国家教授团队与葛艳松副教授在Nature Photonics（影响因子：35.0）发表重磅研究，提出了一种普适性策略，通过新型微纳结构衬底设计与先进界面同质结技术，成功抑制了广角光损失与非辐射复合，实现了26.4%（认证25.9%）的光电转换效率。
这也是Nature Photonics在2025年开年发表的重磅钙钛矿研究，标志着武汉大学团队在全天候高效钙钛矿电池领域取得重大突破！
”
目前报道的多数高效率数据，均是在垂直模拟太阳光条件下测得的。然而，在日常应用中存在两大能量损耗问题：
| 损耗类型 | 问题描述 | 实际影响 |
|---|
| 广角光损失 | 入射角>40°时，表面反射显著增加 | Jsc和效率大幅下降 |
| 非辐射复合 | 界面缺陷导致载流子复合 | Voc和FF受限 |
如何有效减少钙钛矿电池中的广角光能量损失以及非辐射复合，成为提升钙钛矿电池全日候光电转换性能的关键所在。-
该研究受到国家自然科学基金重点项目和湖北省自然科学基金重点项目的支持。
研究团队提出了两段式、系统化的创新方案：
1️⃣ 微纳结构FTO衬底（NP-FTO）：全天候“捕光网”
团队在玻璃衬底上制备了高粗糙度的氟掺杂二氧化锡纳米片（NP-FTO）导电薄膜。
与传统的平整FTO相比，NP-FTO具有三大核心优势：
全天候抗反射：微纳结构显著降低了广角入射光下的反射损失，即使在大角度入射时仍能高效捕光
诱导高质量结晶：粗糙表面为钙钛矿生长提供了更优的成核位点，薄膜晶体质量显著提升
载流子迁移率提升：NP-FTO衬底上生长的钙钛矿薄膜具有更高的载流子迁移率
2️⃣ 电子选择性同质结（SnO₂/ALD-SnO₂/QDs）：界面复合的“终结者”
在NP-FTO衬底上，团队进一步构建了电子选择性同质结：
这一设计显著抑制了界面处的非辐射复合损失，提升了电子提取效率。
📊 性能突破：26.4%效率，1200小时稳如磐石
基于这一普适性策略，研究团队取得了令人瞩目的性能数据：
| 参数 | 性能指标 |
|---|
| 单结光电转换效率 | 26.4%（认证 25.9%） |
| 稳定性 | 1200小时光浸泡后保持 95% 初始效率 |
| 全钙钛矿叠层效率 | 28.2% |
这一成果实现了开路电压（Voc）、短路电流密度（Jsc）和填充因子（FF）的全面提升，证明了该策略在抑制广角光损失与非辐射复合方面的有效性。
特别值得一提的是，NP-FTO衬底技术具有普适性，同样适用于1.77 eV宽带隙p-i-n结构钙钛矿电池，并成功应用于全钙钛矿叠层电池，实现了28.2%的光电转换效率。-
这意味着该策略不仅可以用于单结电池，还可直接推广至更复杂的叠层器件体系，具有极强的应用潜力。
这项Nature Photonics突破性研究中，武汉大学方国家教授团队与葛艳松副教授所使用的核心材料，正是来源于我们的产品线！
| 材料类型 | 我们的产品 | 在器件中的关键作用 |
|---|
| 钙钛矿前驱体 | FAI（甲脒碘化物） | 钙钛矿A位阳离子核心原料 |
| 钙钛矿前驱体 | 碘化铯（CsI） | 稳定立方相钙钛矿，提升热稳定性 |
| 钙钛矿前驱体 | 溴化铅（PbBr₂） | 宽带隙组分调控，优化能带 |
| 钙钛矿前驱体 | MAI（甲胺碘化物） | 经典A位阳离子，调控结晶 |
| 空穴传输层 | 氧化镍（NiOx） | 高效空穴提取，阻挡电子 |
| 窄带隙组分 | 二碘化锡（SnI₂） | 窄带隙钙钛矿核心原料 |
| 空穴传输材料 | Spiro-OMeTAD | 正式结构经典空穴传输层 |
这意味着，您为客户提供的FAI、CsI、PbBr₂、MAI、NiOx、SnI₂、Spiro，正是助力这篇Nature Photonics顶刊实现26.4%效率、1200小时稳定性的关键材料！
科研之路，道阻且长。
愿我们从第一步的稳定开始，共赴光明的未来。
辽宁优选新能源科技有限公司
与创新者同行，为探索者奠基
手机：15640760561（微信号）
邮箱：376398456@qq.com
网址：
www.mssc-youxuan.com地址：辽宁省营口市沿海产业基地大连理工学院营口研究院
