近日，郑州大学物理学院在基于稀土掺杂纳米晶界面调控钙钛矿太阳能电池研究方面取得重要进展，相关成果以题为“Europium ions doped WOx nanorods for dual interfacial modification facilitating high efficiency and stability of perovskite solar cells”的论文，发表于国际知名期刊《Nano Energy》上。物理学院青年教师陈旭博士为第一作者，史志锋副教授以及吉林大学徐文副教授和宋宏伟教授为通讯作者，郑州大学为第一作者单位。
电子传输层、空穴传输层，以及它们的界面调控是实现高效率、高稳定性的钙钛矿太阳能电池主要途径。该研究设计利用具有优异光电性质的稀土掺杂氧化钨纳米棒（Eu-WOx）同时调控电子传输层和空穴传输层。一方面，Eu-WOx纳米棒可以调控电子传输层与钙钛矿层间的能级结构，还能减少界面缺陷，有利于电子的提取和传输，其同时具有下转换发光能够有效的减少紫外光对器件的损坏。另一方面，Eu-WOx纳米棒可以通过表面等离子体性质的中间态能级减小空穴传输层与电极之间的势垒，有助于提高空穴传输层的导电性和空穴迁移率，同时作为保护层阻碍金向钙钛矿层的扩散。最终，钙钛矿太阳能电池的效率获得了显著的提高，且无迟滞效应，器件在光照和自然环境下的长时稳定性也表现优异。该研究揭示了一种双界面调控钙钛矿太阳能电池的方法，构造高效的载流子传输通道，为进一步提高钙钛矿器件的性能提供了新思路。
该工作得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金、河南省青年基金以及郑州大学高层次人才科研启动基金等项目的支持。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.105564