研究背景有机-无机杂化钙钛矿因其优异的光吸收系数、长载流子扩散长度、低激子结合能和高电荷载流子迁移率，受到了光伏应用研究界的广泛关注。这些特性使得钙钛矿太阳能电池（PSCs）在过去十年中实现了超过25%的认证功率转换效率（PCEs），超过了铜铟镓硒、非晶硅和有机太阳能电池等各种新兴薄膜太阳能电池的性能。尽管如此，PSCs的性能仍有待提高，以可通过添加剂和层间策略以达到肖克利-奎塞尔极限。PCE在很大程度上取决于钙钛矿吸收层的质量，其结晶过程和结晶度可通过相邻的电荷传输层来控制。该界面调节电荷转移动力学和缺陷诱导的电荷陷阱状态的存在。目前，大多数最先进的器件都使用介观TiO2作为电子传输层（ETL）。由于其理想的化学惰性，介孔TiO2中间层提供了增加的表面接触面积，这有利于电荷分离和提取过程、抑制已完成器件中的滞后行为、水分渗透的屏障功能以及与上覆钙钛矿的适当能级对齐等。此外，介孔层的粗糙和疏水表面特征有助于降低表面能，并提高钙钛矿吸收层的晶体质量。然而，TiO2需要高温烧结工艺（通常超过500°C）以形成导电的TiO2锐钛矿相，这限制了其适用性，尤其对柔性器件。此外，TiO2的光催化性能可能在其表面诱导高缺陷态（如Ti3+和氧空位），这会降解相邻的钙钛矿层，降低器件在光照下的性能。研究成果近日，韩国高丽大学Hyesung Park报道了介孔MoS2作为一种高效稳定的ETL材料。MoS2中间层增加了与相邻钙钛矿层的表面接触面积，改善了两层之间的电荷转移动力学。与TiO2相比，MoS2和钙钛矿晶格之间的匹配更好，有助于低残余应变的钙钛矿晶体的优先生长。使用介孔结构的MoS2作为ETL，研究者获得了效率为25.7%（0.08cm2，认证为25.4%）和22.4%（1.00cm2）的PSCs。在连续光照2000h后，初始PCE的90%以上得以保持，显示出比TiO2更优异的光稳定性。相关研究工作以“Mesoporous structured MoS2 as an electron transport layer for efficient and stable perovskite solar cells”为题发表在国际顶级期刊《Nature Nanotechnology》上。
