澳大利亚昆士兰大学的研究人员制造了一种具有2D/3D 异质结结构的卤化锡钙钛矿 (THP) 太阳能电池。

“THP太阳能电池具有巨大的商业潜力，因为钙钛矿器件的生产比硅基太阳能电池更具可持续性，”该研究的主要作者陈鹏说道。“THP的优势在于，我们使用的锡更加环保，而不是大多数钙钛矿太阳能电池中广泛使用的有毒铅，这意味着它们可以安全地安装在家中。”

该电池在钙钛矿和空穴传输层之间的界面处采用了二维钙钛矿层，研究人员表示，这可以改善载流子传输/提取，同时抑制离子迁移。具有这种结构的电池通常表现出较大的激子结合能，并且由于有机配体的保护，通常比传统的三维器件更稳定。

为了设计出这种新颖的电池，研究人员采用了一种特殊的化学工程策略来调控具有均质二维/三维本体异质结构的混合维钙钛矿的成核动力学。此外，他们还利用铯离子来改善THP薄膜的微观结构，并减少其缺陷。

“正是这一点让我们能够达到创纪录的效率水平，同时还能生产出能够通过严格环保检测的产品，”陈先生解释道。“我认为我们现在拥有的配方只会不断改进。”

该电池由氧化铟锡 (ITO) 和玻璃制成的基板、PEDOT：PSS 空穴传输层、钙钛矿吸收层、浴铜灵 (BCP) 缓冲层和银 (Ag) 金属触点制成。

在标准照明条件下进行测试，该设备的效率达到 17.13%，认证效率达到 16.65%，同时在未封装的氮气中连续单太阳照射下稳定运行超过 1,500 小时。

“这看起来可能不算什么，但在这个以精细渐进式进展著称的领域，这无疑是一次巨大的飞跃，”论文合著者王连舟说道。“这一读数与目前市面上许多硅基太阳能电池的读数一致，但有可能更便宜、更快速地制造。我们对这一纪录感到兴奋，也为经济高效的可再生能源技术的进步做出了贡献。”

科学家在《自然纳米技术》杂志上发表的《均质二维/三维异质结构锡卤化物钙钛矿光伏》中介绍了这种新的电池概念。