化学化工学院芮一川教授团队在《Advanced Materials》上发表最新研究成果

近日，化学化工学院芮一川教授团队在国际期刊《Advanced Materials》（影响因子29.1）上发表题为“Plasmon-driven light absorption and hole extraction in efficient tin-based perovskite solar cells”的研究论文。论文第一作者为化学化工学院23级硕士生林思源，通讯作者为芮一川教授，第一单位为上海工程技术大学，合作单位包括复旦大学和清华大学。

发展高效太阳能电池是我国加速能源结构转型、实现“双碳”目标的重要路径。钙钛矿太阳能电池凭借高转换效率和低成本制备优势，已被列入“十五五”可再生能源领域规划重点方向。其中，锡基钙钛矿太阳能电池（TPSCs）作为无铅替代方案，是当前最具前景的环境友好型钙钛矿光伏技术。然而，TPSCs受锡钙钛矿吸光层厚度限制导致器件长波段光吸收能力不足，同时空穴传输层/钙钛矿埋底界面的能级失配引发严重非辐射复合，限制了电池性能的进一步提升。

针对这一问题，研究团队在锡基钙钛矿/PEDOT:PSS埋底界面引入等离子体Ag纳米结构中间层，通过局域表面等离子体共振和近电场增强效应协同调控光吸收和载流子传输。该等离子体中间层减少了界面载流子积累，加速了空穴提取，抑制了非辐射复合，同时通过增强光学场限域大幅改善了长波区域光捕获。最终，研究团队实现了锡基钙钛矿太阳能电池光电转换效率与长期运行稳定性的同步提升，为高效无铅钙钛矿光伏器件的开发提供了全新的界面工程思路。

该研究得到了国家自然科学基金、上海市自然科学基金和上海工程技术大学“三旋翼”前瞻科研项目资助。