近日，我校材料科学与工程学院赵奎教授和刘生忠教授带领的团队在二维钙钛矿组分优化及高效稳定二维钙钛矿太阳能电池制备方面取得重要进展。相关结果发表在《先进材料》上（Advanced
Materials, DOI:10.1002/adma.201903848，https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201903848）。刘生忠教授和赵奎副教授为共同通讯作者，2017级硕士研究生罗涛和张亚兰为论文的并列第一作者。
有机无机杂化钙钛矿因其卓越的光电性能以及可溶液法制备等优点，得到了广泛的研究关注。其中，层间阳离子交替的新型二维钙钛矿(ACI)与常见的Ruddlesden-Popper
(RP)钙钛矿相比具有不同的物理性质和新型结构。然而，人们对ACI型的量子阱结构和厚度分布研究较少；光电转化效率与三维相比，还是比较低，这严重阻碍了钙钛矿太阳能电池走向商业化。
研究人员采用添加剂策略，通过组分优化(GA)(MA)nPbnI3n+1（= 3），使ACI型二维钙钛矿太阳电池效率提升到18.48％。这是目前二维钙钛矿太阳电池的世界最高效率，并对它的量子阱厚度分布和电荷传输机制进行了详细的阐述。通过瞬态吸收光谱证实了不同n相的钙钛矿之间存在内部电荷转移，量子阱(QW)的薄膜质量和厚度呈现出梯度分布；形貌表征证实了添加剂有效增加了钙钛矿晶粒尺寸和薄膜表面平整度并进一步抑制了非辐射电荷复合。最终，由于开路电压（Voc）和填充因子（FF）的显着提高，经过添加剂处理的ACI钙钛矿太阳电池的光电转化效率达到了18.48％，远远高于原始的15.79％。这些发现为二维钙钛矿的组分优化建立了基本指导，这一成果将有助于进一步提高钙钛矿太阳能电池性能，进一步走向工业化。
该团队在相关领域已经发表了多篇论文，如：
成膜动力学控制的的高性能ACI型钙钛矿太阳电池，
Zhang,et
al., J. Am. Chem. Soc. 2019,141,6,2684
2D/3D钙钛矿本体异质结和晶界钝化相结合制备空气稳定且高效的甲脒基钙钛矿太阳电池，Niu, et al., Energy Environ.
Sci. 2018, 11, 3358.
(http://dx.doi.org/10.1039/C8EE02542H)
高性能Ruddlesden-Popper钙钛矿太阳能电池的相转变控制，
Zhang,
et al., Adv. Mater. 2018, 30, 1707166.
(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29611240)
通过晶界钝化制备稳定高性能的钙钛矿太阳能电池，
Niu, et
al., Adv. Mater. 2018, 30, 1706576.
(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201706576)
高性能刮涂钙钛矿太阳能电池的相变控制，
Li, et
al., Joule 2018, 2, 1313.
(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435118301715)
基于低温梯度结晶制备的大英寸高质量钙钛矿单晶的高性能光电探测器，
Liu, et
al., Mater. Today 2018. 10.1016/j.mattod.2018.04.002.
(https://doi.org/10.1016/j.mattod.2018.04.002)
高效Ruddlesden
Popper卤化钙钛矿PA2MA4Pb5I16太阳能电池，
Cheng,
et al., ACS Energy Lett. 2018, 3, 1975.
(https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsenergylett.8b01153)
铯掺杂的高效稳定的二维钙钛矿太阳能电池，
Zhang,
et al., Energy Environ. Sci. 2017, 10, 2095.
(https://doi.org/10.1039/c7ee01145h)
厚度和形状控制的超薄单晶钙钛矿晶片用于大规模制备高性能光电器件，
Liu, et
al., Adv. Mater. 2016, 28, 9204.
(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201601995)
用溶液法处理的硫氰酸盐(CuSCN)做空穴输送层制备高效钙钛矿太阳能电池，
Zhao, et
al., J. Mater. Chem. A. 2015, 3, 20554.
(https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2015/ta/c5ta04028k)
上述研究工作分别得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中央高校基础研究基金、教育部“111引智计划”、“千人计划”项目的资助。
