钙钛矿太阳能电池具有合适且可调的带隙、较强的太阳光谱吸收、长载流子传输距离等优良的光伏特性，迄今其光电转化效率已可与传统硅基太阳能电池相媲美。然而，这种电池通常需要昂贵的空穴传输层材料，蒸镀贵金属（Au或Ag）背电极，且钙钛矿吸光层对环境敏感，对设备要求高，限制了其大规模生产及商业化应用。用稳定性好、离子迁移阻碍性强、疏水且价格低廉、原料丰富的碳电极替代有机空穴传输材料和贵金属电极是提高PSCs稳定性和降低器件制备成本的一种有效途径。但是，碳电极的空穴选择性较差，界面接触不良会导致碳基钙钛矿太阳能电池的光电转化性能下降。

谢亚红教授团队通过在碳电极中引入MOFs衍生氮掺杂碳Co₃O₄纳米颗粒(Co₃O₄@NC)来调节电池能级排列和钝化钙钛矿晶界表面。研究结果显示插入Co₃O₄@NC无机空穴缓冲层有效促进了光生电荷的分离和提取，抑制了MAPbI₃/ CE界面的电荷重组，从而提高了光伏性能。此外，研究还提出采用新型可控紫外臭氧(UVO)改性Co₃O₄@NC纳米颗粒的简单处理方法，进一步提高MAPbI₃/ Co₃O₄@NC的界面性能，减少电池迟滞现象。结果还表明，优化后的碳基钙钛矿太阳能电池的最大光电转化效率达到14.63%，比之前未优化样品的光电转化效率（11.96%）提高了22.3%，且在空气中具有良好的长期稳定性。此工作对制备高效、稳定、廉价的碳基钙钛矿太阳能电池，推进钙钛矿太阳能电池的商业化和规模化进程具有重要的意义。

   

该研究得到新疆维吾尔自治区高校自然科学项目（XJEDU2020I006）、新疆维吾尔自治区重点实验室开放项目（2019D04006）、大连理工大学精细化工国家重点实验室开放项目（KF2004）和国家自然科学基金会（51662037）等资助。同时，也获得新疆大学石油天然气精细化工教育部/自治区重点实验室和化工学院的大力支持。