近日，国际顶级学术期刊Nature Communications在线发表了我院与中国计量大学、武汉大学等单位合作完成的研究论文，题为“Vertically oriented 1D/3D heterojunction for efficient and stable inverted perovskite solar cells”。该研究针对传统一维钙钛矿因平行或无序取向阻碍纵向载流子传输的瓶颈，提出了一种双层界面工程策略，在三维钙钛矿表面诱导形成垂直取向的一维覆盖层，构建出垂直有序的1D/3D异质结。这一结构不仅延长了载流子寿命、实现了快速的层间电荷传输，还有效调控了能级排列，将界面陷阱密度显著降低，有效解决了倒置钙钛矿太阳能电池在界面载流子传输和长期稳定性方面的关键难题，实现了效率与稳定性的协同提升，为高效稳定钙钛矿光伏技术的发展开辟了新路径。论文第一作者为我校电子信息学院&碳中和新能源研究院陈红钰博士（导师：严文生教授）、中国计量大学朱雪良老师及武汉大学莫康伟博士，我院严文生教授、中国计量大学朱雪良老师及白功勋教授为共同通讯作者，杭州电子科技大学为共同通讯单位。
倒置钙钛矿太阳能电池因其优异的电荷提取能力和低温加工兼容性而备受关注，但三维钙钛矿表面的高缺陷密度和严重的离子迁移问题长期制约其效率与寿命。尽管在三维表面构建一维覆盖层被证明可有效抑制降解，然而传统一维钙钛矿晶体多呈平行基底或无序生长，导致纵向载流子传输受阻，成为性能瓶颈。
针对这一难题，杭州电子科技大学严文生教授及其合作者提出了一种创新的“双层界面工程”策略：首先利用二乙胺盐酸盐（DEACl）对三维钙钛矿表面进行溶解-重结晶处理，引入DEA+阳离子形成亚稳态中间相；随后使用PEAI进行二次后处理，通过离子交换反应稳定[PbI6]4-八面体链，最终在三维衬底上外延生长出沿（001）晶面垂直取向的一维DEAPbI3覆盖层。这种垂直有序结构为载流子提供了直接纵向输运通道，显著延长了载流子寿命，并大幅降低了界面陷阱密度。
得益于这一结构突破，研究团队制备的倒置结构钙钛矿太阳能电池光电转换效率达到25.9%，并获得26.0% 的认证效率，开路电压损失低至350 mV。在稳定性方面，器件在85 °C高温氮气环境中老化500小时后仍保持83% 初始效率；在连续光照最大功率点追踪1200小时后效率保持86%，表现出优异的稳定性。这一成果不仅为高效率、高稳定性倒置钙钛矿太阳能电池的界面设计提供了全新思路，也展示了杭州电子科技大学在新型光伏材料与器件领域的持续创新能力。
