隨著硅上鈣鈦礦疊層太陽能電池和全鈣鈦礦疊層太陽能電池的效率快速提高，寬帶隙（>1.7 eV）鈣鈦礦正成為學(xué)術(shù)和工業(yè)太陽能電池研究的主要焦點。與其較低帶隙 (<1.6 eV) 的鈣鈦礦相比，寬帶隙鈣鈦礦在塊狀材料和器件結(jié)構(gòu)中都遭受更高水平的非輻射損失，從而導(dǎo)致寬帶隙鈣鈦礦器件的效率遠低于其熱力學(xué)潛力。鑒于此，2021年12月21日英國牛津大學(xué)Snaith團隊于EES刊發(fā)解和抑制無MA寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池的非輻射損失的研究成果。在這項工作中，通過結(jié)合使用太赫茲光譜、穩(wěn)態(tài)和時間分辨光致發(fā)光以及漂移擴散模擬來研究無MA高溴寬隙鈣鈦礦的能量損失。由于甲脒-銫鈣鈦礦的光穩(wěn)定性，該體系的研究能夠在沒有鹵化物分離的情況下研究這些材料和器件中的電荷載流子復(fù)合。研究發(fā)現(xiàn)這些鈣鈦礦的特點是體相材料中的非輻射復(fù)合損失大，并且太陽能電池器件中與傳輸層的界面強烈限制了它們的開路電壓。特別是，發(fā)現(xiàn)與空穴傳輸層的界面性能特別差，這與通常受電子傳輸層界面限制的1.6 eV帶隙鈣鈦礦相比。為了克服這些損失，結(jié)合并研究了用離子添加劑1-丁基-1-甲基哌啶鎓四氟硼酸鹽處理的鈣鈦礦的重組機制。發(fā)現(xiàn)這種添加劑不僅提高了體相鈣鈦礦的輻射效率，而且還減少了器件的空穴和電子傳輸層界面處的非輻射復(fù)合。除了揭示這種特定處理的有益效果之外，還通過在電子傳輸層界面引入額外的 LiF 界面處理來進一步優(yōu)化器件。這些處理一起使無 MA 1.79 eV寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池具有1.22 V的開路電壓和接近17% 的效率，這是該體系材料報道的最高值之一。