设计具有上层薄膜结晶控制、界面缺陷钝化和界面能级调控多功能的新型界面材料，对开发高效稳定的钙钛矿太阳能电池(PSCs)至关重要。鉴于此，陕西师范大学刘治科、何学侠&太原理工大学郭鹍鹏团队在期刊《Angewandte Chemie International Edition》发文，题为“Meticulous Design of High-Polarity Interface Material for FACsPbI3 Perovskite Solar Cells with Efficiency of 26.47%”，在此，合成了一种高极性界面材料 2-氰基-N,N,N-三甲基溴化铵(CNCB)，用于调控 PSCs 中 SnO₂与钙钛矿之间的掩埋界面。综合理论和实验研究表明，CNCB 与钙钛矿前驱体(PbI₂和 FAI)相互作用以调控结晶动力学，生成具有择优取向和减少缺陷的钙钛矿薄膜。同时，CNCB 与 SnO₂和钙钛矿表面发生化学相互作用，有效钝化 SnO₂中的氧空位和钙钛矿掩埋表面的低配位 Pb²⁺缺陷。此外，CNCB 的高偶极矩诱导有益的界面极化，优化能级排列并抑制非辐射复合。经 CNCB 修饰的 FACsPbI₃ PSCs 实现了 26.47% 的冠军功率转换效率(PCE)和出色的运行稳定性，在连续 1 个太阳光照 1000 小时后仍保持初始效率的 87.14%。这项工作为钙钛矿光电子学中多功能界面材料的分子设计提供了范式，突显了结晶控制、缺陷钝化和偶极工程在高性能器件中的协同作用。
三点创新点
1、多功能界面材料设计：CNCB 通过阳离子端与 SnO₂的路易斯酸碱作用钝化 Sn 基缺陷，同时氰基(C≡N)与 Pb²⁺强配位消除掩埋界面的 PbI₂杂相，实现缺陷双重钝化。2、高偶极矩调控能级与电荷传输：CNCB 的高偶极矩(5.32 D)在界面形成强电场，提升电子提取效率，同时优化钙钛矿与 SnO₂的能级对齐，降低界面势垒。3、结晶动力学与薄膜质量优化：通过调控钙钛矿前驱体的结晶动力学，CNCB 促使形成大晶粒、低缺陷的钙钛矿薄膜，掩埋界面的未反应 PbI₂显著减少，结晶度和取向性显著提升。
两点未来展望
1、拓展至其他光电子器件：CNCB 的分子设计策略可推广至钙钛矿发光二极管(LED)、光电探测器等其他光电子器件，通过界面工程提升整体性能。2、环境稳定性与产业化适配：进一步优化界面材料与不同电子 / 空穴传输层的兼容性，提升器件在高湿度、高温等极端环境下的长期稳定性，推动钙钛矿电池的产业化应用。
索比光伏网 https://news.solarbe.com/202504/25/388517.html
