由沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）牵头的国际科研小组开发出一种倒置型钙钛矿太阳能电池，在电池顶部和底部界面上加入了低维钙钛矿层。

倒置型钙钛矿电池的器件结构被称为“p-i-n”，空穴选择性触点p位于本征钙钛矿层i的底部，电子传输层n位于顶部。传统的卤化物钙钛矿电池具有相同结构，却采用相反的“n-i-p”布局。在p-i-n结构中，太阳能电池通过电子传输层（ETL）一侧发光；而在传统n-i-p结构中，则通过空穴传输层（HTL）表面发光。

科研人员解释说，钙钛矿太阳能电池中的最佳钝化通常是通过在三维钙钛矿薄膜顶部施加低维钙钛矿薄层来实现的，并表示对三维钙钛矿顶部和底部低维层的厚度、纯度和尺寸进行完美控制，以最大限度地减少界面上的能量损失至关重要。

该研究的通讯作者Randi Azmi告诉《光伏》杂志：“经过大量测试，我们确定出能与三维钙钛矿产生最有效相互作用的配体，用于双面钝化。”

“具有双面异质结的钙钛矿太阳能电池的功率转换效率为25.6%，在该领域名列前茅。按照加速稳定性测试标准，在实际环境中暴露1000小时后，效率仅下降5%。这对于商业化的稳定性评估至关重要，”KAUST材料科学与工程学教授Stefaan De Wolf补充说。

科研人员表示，该技术旨在最大限度地减少二维配体在钙钛矿溶液中的溶解，以加强其与基底的相互作用，并补充说这就能在钙钛矿沉积之前固定二维配体。

他们制作了基板由玻璃和氧化铟锡（ITO）、二甲氧基咔唑（Me-2PACz）层、二维钙钛矿层、三维钙钛矿吸收剂、二维钙钛矿层、巴克敏斯特富勒烯（C60）电子传输层、浴铜灵（BCP）缓冲层以及银（Ag）金属触点组成的电池。

科研人员在标准照明条件下进行了一系列测试，发现该器件的功率转换效率为25.63%，开路电压为1.19 V，短路电流密度为24.94 mA cm2，填充系数为85.9%。一家未透露的“认可测试中心”也对其性能进行了测试，证明其效率为25.0%，开路电压为1.17 V，短路电流密度为25.0 mA cm2，填充系数为85.7%。

该电池在1000小时后仍能保持约95%的初始效率，并在最大功率点跟踪（MPPT）条件下，在相同时间内保持90%的效率。科研小组指出：“此结果表明，双面二维/三维异质结大大提高了离子迁移的能量势垒，这也可能提高钙钛矿晶体的稳定性。”

最近发表在《自然》（nature）杂志上的研究报告《用于倒置型钙钛矿太阳能电池的双面二维/三维异质结》介绍了这种新型电池设计。该小组由韩国蔚山科学技术研究院（UNIST）和中国科学院（CAS）的学者组成。

KAUST的另一科研小组最近公布了一种倒置型钙钛矿-硅串叠太阳能电池，在钙钛矿层和空穴传输层（HTL）之间设置了一层1纳米的氟化镁（MgFx）中间层，以减少电压损失。