研究背景
近年来，基于钙钛矿的叠层太阳能电池 (PTSCs) 取得了令人瞩目的成就。其中，钙钛矿/硅叠层太阳能电池 (PSTSCs) 的最高认证光电转换效率（PCE）已达到 34.6%，显示出其巨大的商业化潜力。然而，宽带隙钙钛矿太阳能电池 (WPSCs) 作为 PSTSCs 的顶部子电池，其较大的开路电压 (VOC) 损失成为进一步提高效率的关键挑战。
VOC 损失与钙钛矿薄膜在光照下产生的相分离以及非辐射复合现象密切相关，其中，WPSCs 中光诱导相分离（Hoke 效应）是限制器件 VOC 提高的关键因素。然而，近期的研究指出，非辐射复合，特别是在钙钛矿与电荷传输层 (CTLs) 界面处的载流子非辐射复合，可能是导致器件 VOC 损失的主要因素。同时，界面能级的不匹配和快速的载流子复合过程导致准费米能级分裂 (QFLS) 与 VOC 之间的显著偏差，从而进一步降低了器件性能，进而限制了钙钛矿叠层太阳能电池的发展。针对这一问题，大量研究聚焦于减少 WPSCs 的 VOC 损失，并提出了多种优化策略。
研究内容
Figure 1. Statistics of the (a) short-circuit current (JSC) and (b) open-circuit voltage (VOC) of the state-of-the-art wide-bandgap perovskite solar cells (WPSCs) in the past five years. (c) Schematic illustration of Fermi level splitting in a solar absorber material with increasing light intensity. (d) Electron (hole) charge current density as a function of the free energy.
Figure 2. Molecule structure of different hole transport layers (HTLs).
论文信息
A review: strategies for reducing the open-circuit voltage loss of wide-bandgap perovskite solar cells
Lu-Yao Chen, Qi Sun, Yue-Min Xie*（谢跃民，苏州大学）and Man-Keung Fung*（冯敏强，苏州大学）
Chem. Commun., 2025, 61, 1063-1086
https://doi.org/10.1039/D4CC05131A
作者简介
本文第一作者，苏州大学功能纳米与软物质研究院 2023 级硕士研究生，导师为谢跃民副教授。研究方向为有机光电器件的研究，包括高效宽带隙钙钛矿太阳能电池的设计与制备，钙钛矿结晶动力学特性的表征与调控。
本文第二作者，于 2017 年获得苏州大学物理学硕士学位，并于 2018 年加入苏州大学功能纳米与软材料研究院 (FUNSOM) 担任技术员。现为澳门科技大学澳门材料科学与工程研究院 (MIMSE) 的博士研究生。她的研究主要聚焦于高效白光 OLED、钙钛矿 LED 与太阳能电池。
通讯作者，苏州大学功能纳米与软材料研究院 (FUNSOM) 副教授。在加入 FUNSOM 之前，他于 2020 年至 2022 年在华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室担任博士后研究员。他于 2016 年在 FUNSOM 获得硕士学位，并于 2019 年在香港城市大学 (CityU) 获得材料科学与工程专业博士学位。主要致力于从事高效有机光电器件的研究，包括：高效钙钛矿/有机叠层太阳能电池器件的设计与制备，高效钙钛矿 LED 的研发，钙钛矿结晶动力学特性的表征与调控，高效白光、叠层 OLED 器件的制备等。
相关期刊
rsc.li/chemcomm
Chem. Commun.
| 2-年影响因子* | 4.3分 |
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| JCR 分区* | Q2 化学-多学科 |
| CiteScore 分† | 8.6分 |
| 中位一审周期‡ | 23 天 |
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Douglas Stephan
🇨🇦 多伦多大学
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* 2023 Journal Citation Reports (Clarivate, 2024)
† CiteScore 2023 by Elsevier
‡ 中位数，仅统计进入同行评审阶段的稿件
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