Henry J. Snaith&刘宗豪&陈炜Nat Commun ：巯基功能化支架改善钙钛矿埋底界面叠层光伏效率突破29.6%

来源：知光谷发布时间：2025-05-29 15:12:07

叠层光伏技术有望突破单结太阳能电池的效率极限，但子电池埋底界面的结构缺陷和化学反应严重制约其性能。

本研究牛津大学Henry J. Snaith、华中科技大学刘宗豪和陈炜等人设计了一种巯基功能化的介孔二氧化硅层(MSN-SH)作为埋底界面的超结构，有效调控锡铅(Sn-Pb)钙钛矿薄膜的结晶过程，消除纳米孔隙，钝化缺陷并抑制Sn(II)的氧化，显著减少载流子损失并提升器件稳定性。基于此，锡铅钙钛矿单结电池效率达23.7%，开路电压(Voc)最高0.89 V;双结叠层器件效率达29.6%(认证效率29.5%，稳态效率28.7%)，11.3 cm²迷你组件效率为24.7%。

封装后的叠层器件在模拟1太阳光照下运行445小时后仍保持初始效率的90%。该研究为全钙钛矿叠层电池的界面工程提供了新思路。

研究亮点

1.界面工程创新：通过巯基功能化介孔二氧化硅(MSN-SH)超结构调控埋底界面，消除纳米孔隙并抑制Sn(II)氧化，将锡铅钙钛矿单结电池Voc提升至0.89 V，效率达23.7%。

2.叠层效率突破：优化后的全钙钛矿双结叠层电池效率达29.6%(认证29.5%)，迷你组件效率24.7%，为目前报道的最高水平之一。

3.稳定性显著提升：MSN-SH修饰的器件在85°C高温下保持82%初始效率(150小时)，连续光照445小时后效率衰减仅10%，远超未修饰器件。