兰州大学曹靖AM：绿色卟啉界面锚定助力n-i-p钙钛矿太阳能微型组件效率突破24%

n-i-p钙钛矿光伏器件在大面积模块化进程中，因钙钛矿与电子传输层埋底界面处的非辐射复合加剧而导致严重的载流子传输损失，亟需开发高效且环境友好的界面修饰策略。

本文兰州大学曹靖等人设计了一种具有强偶极矩与多重配位位点的可溶液加工四磺酸基卟啉中间层，通过简单的水相后处理垂直锚定在SnO₂/钙钛矿界面。其中两个磺酸基与SnO₂中的Sn原子形成稳固键合，另外两个则与钙钛矿晶格中的Pb配位，实现界面缺陷钝化。磺酸基的强吸电子特性赋予卟啉分子显著的固有偶极矩（10.12 D），显著促进电子从钙钛矿向SnO₂的高效提取与传输。经修饰的钙钛矿模块实现了24.49%的光电转换效率（认证效率23.95%），位居已报道最高水平之列，小面积器件效率达26.66%。值得注意的是，在超过1500小时的最大功率点跟踪后，器件仍保持初始效率的90%。

本研究展示了一种基于双面化学配位的环境友好型界面工程策略，为高效钙钛矿光电器件的可扩展制备提供了可行路径。

研究亮点：

1. 双面配位锚定机制：四磺酸基卟啉（ZnTPPS）通过两个磺酸基与SnO₂键合，另外两个与钙钛矿中Pb²⁺配位，实现界面缺陷协同钝化与结构耦合强化。
2. 强偶极促进电荷提取：分子具有10.12 D的高偶极矩，优化能级对齐，显著提升电子提取与传输效率，器件填充因子高达85.35%。
3. 高性能与高稳定性兼备：小面积器件效率达26.66%，模组（21.54 cm²）效率24.49%，并在1500小时MPP追踪后仍保持90%初始效率，展现优异操作稳定性。

Z.-Y. Suo, R. Dong, C. Chen, X. Mu, J. Hao, and J. Cao, “ Green Porphyrin Interface Anchoring Enables >24% Efficiency in n-i-p Perovskite Solar Minimodules.” Adv. Mater. (2025): e17731.

https://doi.org/10.1002/adma.202517731