蒋龙&刘生忠&冯江山Angew：埋底界面修饰实现高性能稳定反式钙钛矿太阳能电池

来源：知光谷发布时间：2025-10-20 09:57:58

残余应力会导致钙钛矿晶格畸变，进而形成位错、空位等局域缺陷，这些缺陷作为非辐射复合中心严重影响钙钛矿薄膜的稳定性。

本研究中国石油天然气集团公司管材研究所蒋龙、中国科学院大连化学物理研究所刘生忠和陕西师范大学冯江山等人设计了一种三苯胺衍生物（TAPC）作为有效的钝化剂，其在空穴传输层（HTL）与钙钛矿之间构建了热膨胀系数梯度排列，有效缓解了钙钛矿薄膜内的应力积累，同时增强了空穴传输能力并优化了能级对齐。优化后的钙钛矿太阳能电池（PSC）的能量转换效率（PCE）从24.22%提升至26.05%，填充因子（FF）从83.2%提高至85.2%。此外，该器件在1.55 eV带隙的同类PSC中实现了最低的开路电压（VOC）损失，并展现出优异的长期稳定性。

值得注意的是，该策略还使柔性PSC（F-PSC）实现了24.39%的显著PCE。这些成果为钙钛矿薄膜的埋底界面修饰和高效柔性PSC的制备提供了一条有前景的路径。

文章亮点：

梯度热膨胀系数设计，协同释放应力与钝化缺陷TAPC分子在HTL与钙钛矿之间构建热膨胀系数梯度层，显著降低薄膜残余应力（从267.4 MPa降至44.7 MPa），同时通过C–N–Pb键钝化界面缺陷，提升薄膜质量与机械柔韧性。
能级对齐优化与空穴传输增强TAPC通过π–π堆叠与HTL形成连续共轭路径，优化能级对齐，提升空穴迁移率与电导率，器件FF提升至85.2%，VOC损失低至0.36 V。
高效柔性器件与卓越稳定性刚性器件PCE达26.05%，柔性器件PCE达24.39%，未封装器件在空气中1500小时保持91%初始效率，连续光照1000小时MPP跟踪下保持92%效率。