鈣鈦礦太陽能電池的迅猛發展得益于鈣鈦礦材料的優良的光學和電學性能。截至2020年,  鈣鈦礦電池的轉換效率已經達到25.2%，超過了有機及染料敏化太陽能電池的效率, 且有望達到單晶硅太陽能電池的水平，引起了國際學術界的高度重視。但是鈣鈦礦太陽能電池的穩定性嚴重制約了其面向未來的商業應用。通過鈣鈦礦吸光層、傳輸層及界面調控可以實現**率和高穩定性的鈣鈦礦太陽能電池。

吉林大學集成光電子學國家重點聯合實驗室宋宏偉教授課題組合成了二維MXene量子點（TQD），其具有比表面積大，表面官能團豐富，導電性好以及功函數可調等優點。研究者利用 TQD對鈣鈦礦太陽能電池的電子傳輸層進行修飾，減少界面缺陷，提高電子傳輸層的導電性，電子提取、傳輸能力；并把TQD摻雜進鈣鈦礦吸收層，利用TQD表面豐富的官能團能夠與Pb 原子形成Ti-O-Pb 或 Pb-O共價鍵，得到**的鈣鈦礦薄膜；鈣鈦礦晶體的尺寸增大，晶界變少，有利于鈍化鈣鈦礦層的本征陷阱態密度和提高鈣鈦礦層的穩定性，減少遲滯效應。進一步地，研究者利用Cu_1.8S納米晶對空穴傳輸層（spiro-OMeTAD）進行修飾，**空穴傳輸層的聚集和結晶，提高空穴傳輸層的疏水性，同時提高空穴傳輸層的導電性、空穴提取、傳輸能力，提高器件的穩定性。當TQD及Cu_1.8S納米晶調同時調控鈣鈦礦太陽能電池時，器件的光電轉換效率從18.31%提高到21.64%，器件在空氣環境和連續光照下的穩定性均有明顯提高。該研究揭示了一種新的對鈣鈦礦薄膜和界面同時調控的方法，構造**的載流子傳輸通道，為進一步提高鈣鈦礦器件的性能提供了新思路。

相關論文在線發表在Advanced Functional Materials（DOI:  10.1002/adfm.202003295）上。論文的通訊作者為吉林大學宋宏偉教授和徐文副教授，**作者為該課題組的博士研究生陳旭（現在鄭州大學物理學院工作）。