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反式結構鈣鈦礦太陽能電池由于其更好的穩定性，更易于放大和集成等特點，被認為是最有望實現商業化的新一代光伏電池。然而，反式鈣鈦礦電池中的鈣鈦礦/C₆₀界面存在嚴重的非輻射復合損失，限制了其單節及疊層器件效率的提升，亟需更高效的界面層或電子傳輸層來突破該瓶頸。為了解決這些復合損失，該工作引入了具有球狀分子結構和三維芳香性的鄰碳硼烷作為界面材料。通過熒光量子產率及導電AFM等測試，證實了苯胺基修飾的鄰碳硼烷有效的鈍化了鈣鈦礦表面，同時消除了鈣鈦礦/C₆₀界面的非輻射復合損失。該工作同時研究了碳硼烷作為電子傳輸材料的潛力，在阻擋空穴的同時提升界面電子傳輸。通過此種策略，該工作實現了超過了23%的光電轉換效率，以及低至110 mV的非輻射電壓損失。器件在400小時最大功率點追蹤下保持初始效率的97%。基于碳硼烷的界面層同時實現了鈍化，電子傳輸和空穴阻擋，為更高效和穩定的反式鈣鈦礦太陽電池提供了新的界面功能材料。

該論文第一作者是博士生葉方圓，通訊作者是吳永真教授和Martin Stolterfoht博士，工作得到了田禾院士和朱為宏教授的大力支持和悉心指導。此外，華東理工大學王海豐教授及博士生吳佳蔚在理論計算方面提供了諸多幫助。研究工作得到了國家自然科學基金委、上海科技重大專項、高等學校學科創新引智計劃、中央高校基本科研業務費等項目資金的支持。

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-34203-x