童国庆&戚亚冰等人Nat Commun：新型TFSI掺杂spiro钙钛矿电池组件效率突破20.95%，运行700小时几乎不衰减

来源：知光谷发布时间：2025-12-01 15:59:04

Spiro-OMeTAD是高效n-i-p钙钛矿光伏器件中最常用的空穴传输层材料，然而传统掺杂方法（如LiTFSI与tBP）导致器件运行稳定性差。

本文合肥工业大学童国庆、冲绳科学技术大学院大学Luis K. Ono和上海交通大学戚亚冰等人提出一种利用光在铵盐TFSI掺杂剂中产生质子的策略，通过形成氧化spiro提高空穴传输层电导率（简称光氧化掺杂处理，LODT）。采用LODT策略的器件表现出更低的迟滞效应和增强的运行稳定性。最佳钙钛矿太阳能组件的认证效率达到20.95%（孔径面积12.83 cm²），是目前无锂spiro-OMeTAD基组件中的佼佼者。

此外，未封装的钙钛矿太阳能电池在连续运行700小时后，效率仅下降7%，展现出卓越的稳定性。

研究亮点：

首创光氧化掺杂技术：利用NH₄TFSI在光照下释放质子，实现spiro-OMeTAD在溶液中的快速氧化，摆脱传统空气氧化依赖，显著提升空穴传输层导电性与器件稳定性。
多功能TFSI盐协同调控：在钙钛矿体相引入KTFSI调控结晶与能级，表面使用OATFSI构建稳定二维层并增强疏水性，实现能级匹配与缺陷钝化的双重优化。
高效大面积组件与超强稳定性：实现20.95%认证效率的钙钛矿太阳能组件，并在未封装条件下连续运行700小时仍保持97%初始效率，为无锂spiro基器件树立新标杆。