近日,大湾区大学物质科学学院于华教授课题组与云南大学张文华教授团队合作,在钙钛矿太阳能电池领域取得里程碑式突破。相关研究成果以In Situ Interfacial Polymerization Enabling a Dual-Anchor Surface Binding Interlayer for Efficient and Stable Inverted Perovskite Solar Cells为题,发表于国际顶级期刊Angewandte Chemie,为高效稳定钙钛矿器件的商业化应用提供了核心技术支撑。

钙钛矿太阳能电池凭借低成本、高光电转换效率等优势,成为新一代光伏技术的核心研究方向。但碘空位等表面缺陷引发的晶格劣化、离子迁移及环境侵蚀等问题,严重制约其长期稳定性与规模化应用。传统表面钝化策略存在分子间作用力弱、稳定性差等短板,难以兼顾效率与稳定性的双重需求。针对这一行业痛点,研究团队创新性开发室温原位界面聚合策略,通过氨基(-NH₂)与酰氯(-COCl)基团的室温缩聚反应,在钙钛矿表面构筑聚PT功能中间层。该中间层可通过-NH与-C═O基团形成强氢键与配位键,实现表面缺陷的多点锚定,使结合能提升一倍,高效钝化碘空位、铅空位等各类表面缺陷。同时,聚PT中间层可构筑n型表面,诱导能带合理弯曲、优化界面接触,显著促进电子传输,助力器件实现效率与稳定性的双重飞跃。
结果显示,基于该技术制备的反式钙钛矿太阳能电池,光电转换效率高达26.12%,达到国际领先水平。稳定性测试表现尤为亮眼:在标准太阳光下最大功率点持续追踪测试2300小时、65℃高温储存1680小时后,未封装器件仍可维持初始效率的85%,有效解决传统钙钛矿电池稳定性差的核心难题。此外,该界面层可有效阻隔外界水氧侵蚀、抑制离子迁移,为器件长期稳定运行提供坚实保障。
钙钛矿表面吸附配体的化学表征与密度泛函理论研究
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