近年来，有机-无机杂化钙钛矿材料由于其易合成、低成本、高吸收系数、载流子扩散距离长等优势，在光伏领域掀起研究热潮，成为炙手可热的“明星材料”。近期，基于铅(Pb)卤化物钙钛矿材料的太阳能电池器件取得了巨大的进步, 最新能量转化效率屡创新高，官方认证的单节器件效率已高达25.2%。然而，重金属Pb的毒性问题是这一材料在商业化道路上需要解决的问题。近年来，基于锡（Sn）的太阳能电池器件得到了广泛的研究，并取得了令人鼓舞的进展。例如，通过在甲脒锡碘（FASnI3）钙钛矿薄膜中引入大体积胺 (如，苯乙胺[PEA]和正丁胺[BA])，能够有效提高FASnI3太阳能电池的光伏性能。然而，这些大体积胺的绝缘特性质限制了薄膜的电荷提取效率，进而阻碍了器件高效率的获得。因此，寻找一种提高薄膜电荷提取效率的方法对于更高效器件的实现意义重大。

西安交通大学电信学部吴朝新教授团队设计了一种具有共轭结构的有机大分子，3-苯基-丙烯-1-胺(PPA)，用于解决上述FASnI3钙钛矿太阳能电池存在的问题，促进薄膜中的电荷提取能力。研究发现，PPA的存在可以使FASnI3薄膜的晶粒尺寸增大，使晶粒钝化，并诱导膜的取向。此外，由于PPA大的空间位阻，能够实现对FASnI3薄膜光伏特性的自修复。基于经PPA修饰的FASnI3膜制备的反式钙钛矿太阳能电池器件，其能量转化效率高达9.61%，是目前报道的Sn基钙钛矿太阳能电池器件的最高值。最重要的是，我们首次制备了大面积Sn基钙钛矿太阳能电池器件(1 cm2)，并实现了7.08%的能量转化效率。这项研究工作提出了一种实现Sn基钙钛矿薄膜高稳定性和强电荷提取能力的有效策略，揭示了高效率Sn基钙钛矿太阳能电池提的巨大潜力。

论文链接：https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(19)30426-X

该项研究工作以题目为“Conjugated Organic Cations Enable Efficient Self-Healing FASnI3 Solar Cells”发表于国际顶级期刊Cell旗下能源领域子刊Joule（即时IF = 20）上。该论文第一作者为课题组青年教师冉晨鑫博士，吴朝新教授作为领衔通讯作者(Lead Contact Author)，西安交通大学为第一作者单位。参与此项工作的还有美国西北大学教授Mercouri G. Kanatzidis教授，中国科学院上海应用物理研究所高兴宇研究员。该工作得到国家自然基金委重点项目（编号61935016）、面上课题（编号11574248）的支持。

吴朝新教授团队长期研究新型功能材料的“光-电”与“电-光”物理机制及其器件应用如太阳能电池与发光二极管，近期有多项重要成果发表于国际顶级期刊：Joule，Advanced Materials, Advanced Functional Materials, AngewandteChemie International Edition, ACS Energy Letter, Nano Energy等，更多研究内容可参见吴朝新教授主页：http://zhaoxinwu.gr.xjtu.edu.cn。