重庆大学AFM：多功能金属有机盐界面调控实现填充因子超过86%的高效钙钛矿太阳能电池

在倒置（p-i-n）钙钛矿太阳能电池（PSCs）中，界面非辐射复合严重限制了器件的效率和稳定性。

为解决这一挑战，本研究重庆大学凌旭峰、邓业浩和陈世建等人引入了一种金属有机盐——全氟己基乙基磺酸钾（PPFES），其具有多齿磺酸根和疏水全氟烷基尾部，用于调控钙钛矿/电子传输层（ETL）界面。综合理论和实验分析表明，PPFES通过磺酸根-Pb螯合协同钝化钙钛矿表面缺陷、阻挡水分侵入，并优化钙钛矿/ETL界面的能带对齐。因此，经PPFES修饰的PSCs实现了高达25.32%的冠军光电转换效率（PCE），填充因子（FF）高达86.39%，达到1.55 eV带隙下Shockley-Queisser极限的95.6%。

此外，器件在60%相对湿度的空气中存储1200小时后仍保持初始PCE的90%，在35°C环境温度下AM 1.5G光照最大功率点跟踪1300小时后保持88%的初始效率。这项工作建立了一种多效界面工程范式，可同时实现PSCs的缺陷钝化和稳定性提升。

文章亮点

1. 多功能分子协同界面调控：PPFES分子通过磺酸根与钙钛矿中未配位Pb²⁺形成强Lewis酸碱配位，有效钝化表面缺陷；全氟烷基尾部提供优异疏水性，显著增强器件耐湿性。
2. 创纪录的高填充因子与效率：器件填充因子高达86.39%，达到S-Q极限的95.6%，冠军PCE为25.32%，是目前高效p-i-n PSCs中的最高水平之一。
3. 卓越的稳定性表现：在60%湿度空气中存储1200小时仍保持90%初始效率，在35°C连续光照下MPPT运行1300小时保持88%效率，显著优于对照组。

G. Xiong, Y. Fu, X. Ling, et al. “ Interface Tailoring by Multifunctional Metal–Organic Salts Enables Efficient Perovskite Solar Cells with a Fill Factor Over 86%.” Adv. Funct. Mater. (2025): e15859.

https://doi.org/10.1002/adfm.202515859