西安交通大学Nat Commun：749.276 cm²认证效率19.50%原位集成HTL从实验室到产线突破

实现均匀稳定的空穴传输层（HTL）对大面积钙钛矿太阳能电池（PSCs）至关重要。然而，目前基于自组装单分子层（SAM）的HTL存在界面附着力弱、薄膜均匀性差和稳定性有限等问题，限制了其规模化应用。

本研究西安交通大学代锦飞、吴朝新和董化等人提出了一种集成HTL策略，在NiOₓ合成过程中实现SAM的原位锚定，形成一种可扩展、高性能且耐用的HTL。该策略显著提升了分子有序性、能级对齐与电荷提取效率，尤其在大面积狭缝涂布模组中表现出更显著的性能提升。采用该HTL的PSCs实现了26.02%的冠军效率（活性面积0.0655 cm²），而大面积模组在23.25 cm²、87.45 cm²和749.276 cm²面积下分别达到22.80%、21.45%和20.21%（认证效率19.50%），展现出优异的可扩展性。

此外，封装后的工业级模组成功通过IEC 61215-2-2021标准中的三项模组质量测试：户外暴露（MQT 08）、紫外预处理（MQT 10）和湿热工作寿命（MQT 13）测试。

文章亮点：

1. 原位集成HTL策略：在NiOₓ合成过程中实现SAM分子原位锚定，显著增强界面附着力与薄膜均匀性，解决了传统分段式HTL在大面积制备中的不均匀与脱附问题。
2. 卓越的可扩展性与效率：小面积电池效率达26.02%，大面积模组（749 cm²）效率仍超过20%，且通过IEC三项关键稳定性测试，具备商业化潜力。
3. 界面工程与结晶调控：集成HTL促进钙钛矿底部界面形成致密、大晶粒结构，抑制PbI₂析出与卤素迁移，显著提升器件长期稳定性。

Sun, Y., Xu, R., Dai, J. et al. In situ coordinated HTL strategy for high-performance and scalable perovskite solar cells. Nat Commun 16, 9110 (2025).

https://doi.org/10.1038/s41467-025-64111-9