铁电钛酸铅夹层

内建场更强

一种原位生长的铁电钛酸铅超薄夹层，能同时改善界面能级、增强内建电场并抑制非辐射复合，使碳基CsPbBr₃钙钛矿太阳能电池的开路电压和效率显著提升。

Wei, Wang · Wenjing, Chen · Shu, Liu · Li, Pingjiang · 张艳鸽 · Fa, Wenjun · Zhu, Zhiye

Journal of Alloys and Compounds 2026

参数信息

开路电压

1.49 V

短路电流密度

7.51 mA cm⁻²

填充因子

0.82

光电转换效率

9.17 %

技术优势

电压显著提升

PbTiO3铁电极化增强内建电场，同时降低功函数、上移电子准费米能级，使开路电压从1.38 V提升至1.49 V。器件开路电压接近理论极限。

效率大幅提高

得益于开路电压、短路电流和填充因子的同步提升，器件光电转换效率从7.45%跃升至9.17%，相对提升约23%。

工艺简单易行

只需在TiO2基底上旋涂硝酸铅前驱体并在450 °C退火即可原位生成PbTiO3夹层，步骤少、能耗低，不需要复杂设备。

无空穴传输层

维持碳基无空穴传输层结构，利用铁电夹层改善载流子提取，避免有机空穴传输材料的降解问题，有利于长期稳定性。

应用场景

• 钙钛矿太阳能电池：提升开路电压和效率，尤其适合高温稳定场景。
• 无机钙钛矿光伏：解决无机钙钛矿器件电压和效率偏低的痛点。
• 光伏器件界面工程：铁电夹层调控界面能级，替代传统的界面修饰方法。
• 铁电功能材料：利用铁电极化增强内建电场，拓展铁电材料在光伏中的应用。