27.33%！郑大&中科院团队：利用2D MoO₃₋ₓ等离子体突破全无机钙钛矿光伏效率瓶颈

来源：钙钛矿与OPV薄膜太阳能发布时间：2025-08-14 13:35:10

核心总结

核心创新点

郑州大学马俊杰、许群&中科院化学所宋延林团队提出中间态介导的二维MoO₃₋ₓ等离子体效应，通过超临界CO₂制备的2D MoO₃₋ₓ与CsPbX₃形成光耦合系统(OCS)，实现59%光子收敛增强;同时通过Mo-O八面体 heteroepitaxy诱导(100)面取向生长，载流子迁移率提升31%，结合双面采光结构，最终实现27.33%的双面等效效率。

解决的关键问题

光吸收不足：全无机CsPbX₃带隙宽(>1.7 eV)，弱吸收区(500-700 nm)光子利用率低;

载流子输运混乱：无序晶界导致Anderson局域化，载流子迁移率低，扩散长度短;

有机掺杂不稳定性：传统DMA⁺掺杂导致热循环下相分离。

实现方法

等离子体光耦合：2D MoO₃₋ₓ的中间局域态(DOS分布显示带隙中新增态密度)引发宽谱等离子体共振(470-1200 nm)，光场强度提升9.49×10⁹倍(SERS增强因子);

取向生长调控：Mo-O与Pb-I八面体晶格匹配，诱导(100)面择优生长;

双面电极设计：MoO₃/Au/MoO₃透明电极，实现正反两面光吸收。

性能提升效果

效率突破：单面电池Voc=1.30 V，Jsc=19.31 mA/cm²，FF=82.4%，PCE=20.73%;双面等效效率27.33%(57.3 cm²模块效率19.4%);

稳定性：未封装器件65℃光照900小时保持95%效率;

载流子动力学：迁移率从1.01×10⁻⁴提升至1.32×10⁻⁴ cm²/Vs，扩散长度从319 nm增至745.2 nm。