近日，电子科学与技术学院李澄副教授课题组指导的2017级本科生胡贝尔在工程技术领域Top期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》以第一作者身份发表题为“Manipulating Ion Migration and Interfacial Carrier Dynamics via Amino Acid Treatment in Planar Perovskite Solar Cells”的研究论文。该研究成果是李澄副教授课题组在新型半导体光电材料与器件衰减机制研究领域的又一重要工作。
目前新型半导体光电材料和器件已经成为推动我国信息、照明、新型显示、低碳能源等产业发展的重大需求。由于制备方法简单，光电性能优越，金属卤化物钙钛矿成为新型半导体光电材料领域的研究热点。然而低温液相法制备的光电薄膜稳定性差，限制了其大规模应用。因此光电器件的衰减机制研究是突破产业应用瓶颈的重要课题。
图 苯丙氨酸对钙钛矿太阳能电池中缺陷/离子的钝化示意图
本研究通过在平面型钙钛矿太阳能电池中引入苯丙氨酸作为界面修饰层，实现器件稳定性与光电转换效率的协同提升。之后，研究者通过X射线光电子能谱证明界面修饰层对电子传输层与钙钛矿层缺陷的双重钝化作用；通过光、电信号的瞬态响应，证明苯丙氨酸层可提升界面处的载流子电荷转移；通过本课题组创建的宽场荧光成像显微镜，实现了抑制碘缺陷移动的实时原位观测。上述多种表征方法清晰阐明了氨基酸界面修饰层对光电器件性能提升的作用机理，为高效稳定的新型半导体光电器件的大规模产业应用铺平道路。
该项工作在李澄副教授、陈孟瑜助理教授共同指导下完成，2017级本科生胡贝尔为第一作者，本工作是其本科毕业设计的总结。本研究受到国家自然科学基金面上和青年项目（(61974126, 51902273, 62005230）、福建省自然科学基金杰出青年项目（(2021J06009）、厦门市未来显示技术研究院、中央高校基本科研基金（20720200086, 20720210088）和厦门大学南强拔尖人才计划等项目的资助。