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发布人:武汉海山科技有限公司
发布日期:2026/11/10 8:29:36
反式钙钛矿太阳能电池的埋底界面易受质子侵蚀诱发降解,是制约器件长期运行稳定性的关键瓶颈。针对该痛点,2026 年 11 月 5 日,中科院宁波材料所葛子义、杨孟锦、徐晓伟团队联合成都理工大学 Lihong Zhou 等人,在《Advanced Materials》发表研究成果,报道了一种基于电离态导向的富磺酸根埋底界面调控策略,用于制备兼具高光电效率与长效稳定性的钙钛矿太阳能电池及模组。
该工作选用 2,2'- 二硫二乙烷磺酸钠(DDANA)作为界面修饰剂。预去质子化的磺酸根端基可与铅位点形成强配位作用,驱动 DDANA 在钙钛矿层与自组装单分子层的埋底界面自发富集,通过多位点相互作用和钙钛矿晶格紧密结合。界面富集的磺酸根能够构筑正向界面偶极,优化能级排布、提升空穴输运能力;被固定的磺酸根可作为共轭碱位点,竞争性捕获界面质子,抑制质子诱导的降解;分子骨架中的二硫键还可参与可逆碘氧化还原反应,清除器件工作过程中生成的腐蚀性碘物种。同时,修饰过程解离出的钠离子嵌入钙钛矿晶格间隙,能够释放薄膜内部残余拉应力。
基于 DDANA 界面修饰的反式钙钛矿电池最优光电转换效率达到 27.38%,经第三方认证效率为 27.13%。该修饰方案具备良好的工艺兼容性,可直接应用于柔性器件与刚性大面积模组,分别实现 25.88%、23.33% 的光电转换效率。稳定性测试结果表明,器件在最大功率点持续追踪 1000 h 后,仍维持 98.9% 的初始效率;昼夜循环老化测试后,效率保有率可达 97.4%。
这项研究建立了磺酸根电离态工程这一普适性分子设计平台,为构建化学稳定的埋底界面、推动高效稳定、适合规模化制备的钙钛矿光伏技术发展提供了新思路。
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