西北工业大学王凯AM:钙钛矿与电子传输层之间的上界面工程:实现高效稳定的倒置钙钛矿太阳能电池

来源:知光谷发布时间:2025-10-20 09:39:08

倒置(p-i-n)钙钛矿太阳能电池因其优异的稳定性和与叠层器件的兼容性,已成为一种前景广阔的光伏技术。然而,其性能受到钙钛矿/电子传输层上界面的严重限制。该界面主导电子提取效率、离子迁移和非辐射复合,直接影响开路电压和填充因子。此外,界面缺陷、能级失配和化学不稳定性常导致迟滞和性能衰减,阻碍商业化进程。

本综述西北工业大学王凯等人系统探讨了通过四类材料(铵盐、有机分子、聚合物和无机材料)进行界面修饰的策略,深入讨论了这些材料如何优化电荷传输、抑制离子迁移并增强界面附着力,阐明了该关键界面的结构-性能关系,总结了界面现象的表征技术,最后展望了这一未充分探索界面的挑战与机遇,指出上界面工程是实现商业化可行、高性能倒置钙钛矿太阳能电池的下一个前沿。

文章亮点:

  1. 系统性分类界面修饰材料:全面梳理了铵盐、有机分子、聚合物和无机材料四类界面修饰材料,揭示其在缺陷钝化、能级调控与稳定性提升方面的协同机制。
  2. 多维界面结构优化策略:提出2D/3D异质结、动态共价界面等创新结构,显著增强电荷提取效率并抑制离子迁移,实现超过33%的认证效率。
  3. 先进表征技术联动分析:结合GIWAXS、TOF-SIMS、TRMC、KPFM与TRPL等多种表征手段,深入解析界面动态过程与性能关联。


H. Wang, C. Liu, R. Xu, Y. Zhang, S. De Wolf, and K. Wang, “ Upper Interface Engineering Between Perovskite and Electron Transport Layer Toward Efficient and Stable Inverted Perovskite Solar Cells.” Adv. Mater. (2025): e13633.

https://doi.org/10.1002/adma.202513633


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