朱宗龙&王宇迪&史彦涛Nat Energy：碳基钙钛矿电池效率突破23.6%！氧化石墨烯无氧掺杂策略实现高效稳定界面 知光谷 2025年11月6日 08:28

低温制备的碳基钙钛矿太阳能电池因其稳定性高和成本低而受到关注，但其性能受限于空穴传输层与碳电极之间的低效电荷传输。

本研究香港城市大学朱宗龙、大连理工大学王宇迪和史彦涛等人提出使用羧基功能化氧化石墨烯作为Spiro-OMeTAD的掺杂剂，实现了无需氧气激活的p型掺杂，促进了界面电荷转移并固定了锂离子，从而同时提升了器件性能与稳定性。通过GO-COOH与Spiro-OMeTAD之间的电子转移，形成具有离域电子的π–π共轭界面，同时Li–C键的形成有效抑制了锂离子迁移。

最终，C-PSCs实现了23.6%的冠军效率，并在连续光照1000小时后仍保持98.7%的初始性能，使碳基器件性能逼近金属电极水平。

研究亮点：

1. 无氧快速p型掺杂：GO-COOH作为高效电子受体，在无氧条件下实现Spiro-OMeTAD的快速氧化，避免了传统氧掺杂的耗时与不稳定性问题。
2. 锂离子固定与界面强化：GO-COOH通过插层与Li+形成Li–C键，有效抑制离子迁移，同时构建强π–π共轭界面，提升电荷提取能力。
3. 高效率与高稳定性兼具：器件效率达23.6%，为碳基钙钛矿电池最高纪录之一，并在光照、湿热、高温等多重应力下表现出卓越的长期稳定性。

Wang, Y., Li, W., Wu, X. et al. Graphene oxide doping of the hole injection layer enables 23.6% efficiency in perovskite solar cells with carbon electrodes. Nat Energy (2025).

https://doi.org/10.1038/s41560-025-01893-8