钙钛矿太阳能电池是第三代光伏发电技术，目前已进入小批量生产阶段。然而，主流的钙钛矿光吸收体包含有毒的铅，这阻碍了钙钛矿电池的大规模应用。使用环境友好的锡钙钛矿作为光吸收体是一个有前景的替代方案，但锡钙钛矿电池的最高能量转换效率仅有14%，远低于铅钙钛矿电池的26%。
掺钡对锡钙钛矿CsSnI3费米能级的影响。
我校张甲甲团队在前期的工作中探明了限制锡钙钛矿电池效率的关键因素（Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e20****002），即由锡空位引起的p型自掺杂和由碘空位诱导的非辐射复合。近期，该团队发现通过在锡钙钛矿中掺入微量的钡元素可以同时减少p型自掺杂和碘空位浓度。钡在锡钙钛矿中是一个非常有效的施主杂质，因而可以抬升费米能级，这一方面抑制了p型自掺杂，另一方面提高了碘空位的形成能。团队估算掺钡可以将锡钙钛矿中的载流子寿命提高两个数量级。该发现对于发展高效率锡钙钛矿电池具有重要意义。
相关论文以“Simultaneous Suppression of p-Doping and Nonradiative Recombination via Barium Incorporation for Highly Efficient Tin Perovskites”为题发表在国际学术期刊Journal of Physical Chemistry Letters上。（文图/张甲甲，审核/谢成根）