南华大学刘畅团队在全钙钛矿叠层光伏器件领域取得新进展
近日，南华大学电气工程学院刘畅/周贤勇教授指导的24级博士生黄恺鑫以第一作者在能源材料领域顶级期刊Advanced Materials、Advanced Energy Materials、Advanced Functional Materials、Chemical Engineering Journal、Nano Energy发表系列论文。
研究工作一：
该工作通过设计前驱体级分子调控剂4-甲脒胍基苯甲酸盐酸盐，协同调节宽带隙钙钛矿的前驱体相互作用、成膜过程与缺陷/相分离行为，实现了1.78 eV器件85.89% 的高填充因子，实现光电转换效率21.43%，为当前报道最高效率之一，并进一步获得29.63% 的全钙钛矿叠层太阳能光电转换效率。相关成果发表在Advanced Materials。论文第一作者为南华大学黄恺鑫同学，刘畅教授及周贤勇教授为通讯作者。
研究成果二：
针对锡铅钙钛矿太阳能电池器件中PEDOT:PSS空穴传输层吸湿、埋底界面缺陷以及结晶质量等问题，引入疏水的多功能三氟甲基分子，实现空穴传输层、埋底界面及钙钛矿结晶的协同调控。最终，锡铅单结器件获得 23.36% 的光电转换效率，并进一步实现 28.67% 的全钙钛矿叠层器件效率。相关成果发表在Advanced Energy Materials，DOI: 10.1002/aenm.70910。论文第一作者为南华大学黄恺鑫同学，刘畅教授及周贤勇教授为通讯作者。
研究成果三：
该研究通过多官能团功能分子TFOP重构PEDOT:PSS的相态，同时调控锡铅钙钛矿结晶及埋底界面缺陷，使单结锡铅钙钛矿太阳能电池效率达到 24.27%，处于同期报道的高性能锡铅单结器件前列，并进一步实现 28.98% 的全钙钛矿叠层器件效率。相关成果发表在Chemical Engineering Journal，DOI：10.1016/j.cej.2026.179654。论文第一作者为南华大学黄恺鑫同学，刘畅教授及周贤勇教授为通讯作者。
除上述工作外，黄恺鑫同学还围绕分子π–π堆积与缺陷钝化、锡铅钙钛矿体相—界面协同调控以及共自组装单分子层界面工程开展系列研究，相关成果发表于 Nano Energy、Advanced Functional Materials、Energy & Environmental Materials 等期刊。逐步形成了以“分子设计—界面调控—结晶行为—载流子输运—器件性能”为主线的科研思路。从最初参与实验，到逐渐承担课题研究和论文撰写，科研经历让他更加关注实验结果背后的科学问题。未来，他希望继续围绕新型光伏材料、钙钛矿界面调控及高效率叠层太阳能电池深入探索，在材料、界面与器件之间寻找更多可能。
该系列工作得到了国家自然科学基金和湖南省自然科学基金项目的资金支持。
作者简介：
黄恺鑫，南华大学24级博士生，导师为电气工程学院刘畅教授，主要从事钙钛矿太阳能电池、界面工程及功能分子调控研究，重点关注锡铅窄带隙钙钛矿、埋底界面缺陷钝化、结晶调控及全钙钛矿叠层器件。2024—2026年间累计发表及录用学术论文12篇，其中以第一作者/共同第一作者身份发表或录用论文5篇。代表性成果发表于Advanced Materials、Advanced Energy Materials、Chemical Engineering Journal、Advanced Functional Materials、Nano Energy 等国际高水平期刊。
一审：刘畅
二审：谭誉宇
三审：王国富
