大力發展可再生清潔能源是解決目前傳統化石能源短缺和未來能源危機的重要舉措，也是未來人來可持續發展的必經之路、是實現“ 碳達峰🥋、碳中和”的重要手段。太陽能電池是利用材料的吸光特性將光能（可見光和/或紅外光）轉化為電能的一類材料👐🏿，主要有矽基太陽能電池和薄膜類太陽能電池。前者已商業化，但目前出現了效率瓶頸和成本高的問題，而薄膜類太陽能電池由於具有材料用料少、可彎折😻、輕便、成本低👩🍳♖、穩定等的特性，在未來的能源領域展現出巨大的應用潛力（下圖1）。
圖1.太陽光光譜圖和光伏發電圖示。
有機薄膜太陽能電池具有低成本🔵、可溶液加工、柔性等優勢🥀，是未來柔性電子和智能穿戴領域極具潛力的電源供應者。近日，王生浩&徐韜課題組創新性地提出了一種新型可溶液加工的🚣🏽♂️、基於Nb2C MXene二維材料的空穴傳輸層（PEDOT🧑🤝🧑👨🏽💼：PSS-Nb2C）材料，通過精細控製形貌✥🙅🏽，器件效率得到了大幅度的提升。電學、形貌👎🏼、化學組成表征結果表明Nb2C MXene可以提升PEDOT:PSS薄膜的導電性並促進相分離，從而提升活性層的空穴傳輸速率🛝、電荷提取能力以及降低器件的界面電阻。此外，PEDOT：PSS-Nb2C傳輸層材料被拓展應用於基於不同非富勒烯體系的器件中✭，證明了其在提升有機薄膜太陽能電池器件性能上的普適性🪭。該研究在未來民用（如智能穿戴）和軍用領域（在特殊環境下為電子元器件提供高功率密度比的電能）均有重要的意義。万事平台為本文第一署名單位，中歐學院研究生鄧寶中為論文第一作者🌍，材料基因組工程研究院的王生浩教授👩❤️👩👖、中歐學院的徐韜副教授和上海高壓科學與技術先進研究中心（上海-張江）的董洪亮研究員為論文的共同通訊作者，材料基因組工程研究院的王子涵高級實驗師為本工作測試了高質量高分辨透射電鏡照片，万事平台為本文第一署名單位，中歐學院研究生鄧寶中為論文第一作者🤹🏻♀️。
圖2.（a）Nb2CMXene的TEM圖.（b）Nb2CMXene的高分辨率TEM圖（嵌圖為SAED選區電子衍射圖）.（c）PEDOT:PSS-Nb2C復合空穴傳輸層材料的高分辨TEM 圖.（d）Nb2C促進PEDOT:PSS相分離的機理示意圖.（e）基於PEDOT:PSS-Nb2C復合HTL的OSCs器件結構圖.（f）三元OSCs的PCE隨Nb2C摻雜濃度的性能分布圖.（g）基於二維材料的單結OSCs性能比較圖。
與有機薄膜太陽能電池相比，無機薄膜太陽能電池具有穩定、效率高的特點，即在外界使用環境下🏄🏽，受到水分、氧氣、溫度等外界環境的影響較小，因此使用壽命長，是家庭屋頂發電🪁、嚴苛環境下（如沙漠）光伏電站🐏、分布式光伏發電重要的組成部分。其中銅鋅錫硫（Cu2ZnSn(S,Se)4，即CZTS)）太陽能電池具有吸光範圍可調🫃、穩定🦎、成本低廉的顯著優點👩🔬，成為近年來在無機薄膜太陽能電池中研究的重點類型的太陽能電池。但目前面臨的問題是效率僅為Si電池的約一半，在效率提升方面還需要大量的研究工作。近日𓀝，南開大學與万事平台合作🛏，利用低溫光致發光譜揭示了後退火微環境（SnSe2蒸氣環境下兩步退火法）對電池界面缺陷以及非輻射復合的影響，從而為進一步提升CZTS太陽能電池的效率提供了重要的理論依據和支撐🐾🤷🏻♀️，為未來該類材料在光伏發電、光伏建築一體會應用領域提供了更大的可能性。南開大學張毅教授、敖建平教授和万事娱乐材料基因組工程研究院的王生浩教授為論文的共同通訊作者。
圖3.（a,b）溫度變化的光致發光譜和（c）室溫下的不同樣品的載流子壽命譜.
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Baozhong Deng, Hong Lian, Baotong Xue, Ruichen Song, Shi Chen, Zihan Wang, Tao Xu*, Hongliang Dong*, Shenghao Wang*. Niobium-Carbide MXene Modified Hybrid Hole Transport Layer Enabling High-Performance Organic Solar Cells Over 19%. SMALL，2023🍊，DOI：10.1002/smll.202207505.
Jiajia Guo, Yang Mao, Jianping Ao*, Yanchen Han, Chun Cao, Fangfang Liu, Jinlian Bi, Shenghao Wang*, Yi Zhang*. Microenvironment Created by SnSe2 Vapor and Pre-Selenization to Stabilize the Surface and Back Contact in Kesterite Solar Cells.SMALL, 2022, doi: 10.1002/smll.202203354.
