Science叠层电池新策略：交联分子接触层实现效率>34%、1200小时高温衰减<4%

来源：知光谷发布时间：2025-11-21 14:54:20

单片钙钛矿/硅叠层太阳能电池突破了单结太阳能电池的功率转换效率极限，但其运行稳定性仍面临挑战。

电子科技大学罗军生、贾春阳、新加坡国立大魏明杨学和So Min Park等人发现填充因子下降是当前先进叠层结构中的关键性能损失模式。广泛使用的空穴选择性分子接触层虽能提升叠层电池性能，但在高温下会发生热降解，损害电荷传输。在高温条件下，传统单体接触层的电阻因热诱导无序性增加约六倍。为稳定界面结构，我们引入基于希夫碱键原位合成的交联分子接触层。

采用该策略的1平方厘米钙钛矿/硅叠层太阳能电池实现了超过34%的功率转换效率（认证效率33.61%），并且三个独立器件在65°C、AM 1.5G光照下、经过约1200小时的最大功率点跟踪运行后，仍能保持其初始性能的96.2 ± 1.7%。

研究亮点：

揭示关键降解机制：首次明确指出钙钛矿/硅叠层电池性能衰减的主要原因是空穴选择性分子接触层（SAMs）的热致无序化导致的填充因子（FF）下降，而非传统认为的钙钛矿体相降解。
创新性交联策略：设计并利用希夫碱反应，在界面原位构建共价交联的分子接触层（CL-SAMs），显著增强了界面层的热稳定性和电荷传输能力。
实现效率与稳定性协同提升：基于该策略的1 cm²叠层电池获得了超过34%的效率（认证33.61%），并在65°C高温下连续运行1200小时后仍保持96%以上的初始效率，展现了卓越的操作稳定性。