武汉大学台启东EES：一种普适性策略实现均匀化金属氧化物/钙钛矿接触，用于环境空气中高效太阳能电池与组件的制备

来源：知光谷发布时间：2025-09-11 09:18:20

环境空气中制备钙钛矿太阳能电池（PSCs）具有显著的可扩展商业化优势。然而，环境湿度会促进不良DMSO加合物的形成，恶化钙钛矿（PVK）薄膜结晶性，并导致较差的界面接触，特别是在与金属氧化物（MO）电荷传输层的埋底界面处，从而损害器件效率和稳定性。

本研究武汉大学台启东等人报道了一种采用酰肼添加剂的普适性策略，通过竞争性与钙钛矿前驱体配位，有效抑制DMSO加合物的形成，同时通过路易斯酸碱相互作用和氢键与MO和PVK强结合。这些相互作用促进了MO/PVK界面残留DMSO的去除，从而在环境空气宽湿度范围内形成高质量钙钛矿薄膜和均匀化的MO/PVK接触，并实现双面钝化，有效抑制界面复合损失。最佳PSCs在基于SnO₂的正置结构和基于NiOₓ的反置结构中分别实现了25.07%和24.75%的光电转换效率（PCE），较参考器件提升超过15%。值得注意的是，这种均匀化的MO/PVK接触无需额外的界面处理即可实现，非常适合可扩展器件制备，微型钙钛矿太阳能组件（PSMs, 4.6 cm × 4.6 cm）的PCE分别达到22.65%（正置）和21.73%（反置）。器件在最大功率点跟踪（MPPT）下表现出优异的运行稳定性，并在ISOS协议下增强了光、热和湿应力耐受性。

此外，该策略与刮涂技术表现出良好兼容性，凸显了其在大面积PSM生产中的巨大潜力。

文章亮点

1. 酰肼添加剂双重功能：竞争性配位抑制DMSO加合物形成，同时通过路易斯酸碱作用和氢键强效连接MO与钙钛矿，实现界面残留DMSO的高效去除和均匀化接触。

2. 宽湿度范围加工适应性：在30%~90%相对湿度下均能制备高性能器件，CBH器件在90%RH下平均效率仍达22.63%，大幅拓宽了环境空气制备的工艺窗口。 3. 高效稳定且可扩展：正置和反置器件效率分别达25.07%和24.75%，组件效率超22%；MPPT运行636小时后效率保持率98.2%，且与刮涂技术兼容，适合大面积生产。