文章介绍
报道的倒置钙钛矿太阳能电池（PSC）的经认证的准稳态效率很少超过26%，主要归因于界面能级错位和缺陷介导的非辐射复合。
基于此，华中科技大学陈炜和成均馆大学Nam-Gyu Park等人报道了一种表面相变策略，即在溶解有二碘化哌嗪（PDI）的异丙醇溶液中引入少量的N-甲基吡咯烷酮（NMP）来缓解这些挑战。作者证明，NMP在后处理阶段诱导钙钛矿表面上的独特结晶途径，从溶剂化的中间相转变为α相钙钛矿，绕过了传统的δ-中间相→ α-相路线，提高了钙钛矿表面的结晶度，降低了接触损耗。此外，NMP增强了PDI和钙钛矿之间的相互作用，进一步优化了界面能带排列。因此，我们证明了单结PSC、微型模块和全钙钛矿串联的高认证功率转换效率分别为26.87%（稳定效率）、23.00%和29.08%。最大功率点跟踪在65 °C的环境空气中在1个太阳照射下2，500小时后保持96%的初始效率。该论文近期以“Solvated-intermediate-driven surface transformation of lead halide perovskites”为题发表在顶级期刊Nature Energy上。
图文信息
图1 | IPA-N在钙钛矿表面上的作用。
图2 | IPA-N钝化动力学的原位探测。
图3 | 表面和界面损失分析。
图4 | 设备性能和稳定性。
总之，作者报告了一种涉及结晶动力学的表面相变策略，通过将极少量的极性非质子N-甲基吡咯烷酮（NMP）引入到二碘化哌嗪（PDI）溶解的异丙醇（IPA）溶液中，来最小化钙钛矿/ETL界面处的非辐射复合损失。NMP处理工艺，使溶剂化的中间相转变为α相钙钛矿，绕过传统的δ-中间相→ α-相路线，这显著提高了钙钛矿表面的结晶度并降低了接触损失。此外，NMP增强了PDI与钙钛矿表面之间的相互作用，而不诱导2D钙钛矿的形成，进一步优化界面能带排列和抑制非辐射复合。因此，相变辅助表面相变方法产生26.87%的认证PCE（稳定的效率），单结PSC的填充系数高达86.06%，微型模块为23.00%（孔径面积为11.09 cm 2）和29.08%。此外，我们的器件在老化超过1，000 h和在空气中在65 ° C下在1个太阳当量的白光发光二极管（LED）照明下操作超过2，500 h。
器件制备
器件结构：
小面积：
ITO/SAM/PVSK/PDI/PCBM/BCP/Ag
1.洗干净的ITO玻璃，5 mg/ml的NiOx（H2O：IPA = 3：1，v/v）以3，000 r. p.m旋涂20 s，在110 ℃退火10 min；将相同浓度的Me-4PACz和NA的溶液（在无水乙醇中为1 mmol l-1）以3：1的摩尔比混合, 3000rpm 20s旋涂，100 °C退火10 min；
2. 组成Cs0.05MA0.1FA0.85PbI3，通过在DMF：DMSO = 4：1混合CsI、MAI、FAI和PbI 2来制备1.8-M钙钛矿前体溶液+9mol%的PbI 2+15mol%的MACl，将60 μl的钙钛矿前驱体旋涂在衬底上，（1.8 × 2.5 cm 2），5000 rpm 50s，结束前20秒，将200 μl氯苯反溶剂，100 °C 退火30 min；
3. 表面钝化，将4-6 mg的PDI溶解在3.6ml的IPA中，然后将微量的NMP加入到含PDI的IPA中以形成IPA-N（过饱和PDI溶液的上清液用于表面处理）钝化策略（NMP：IPA = 1：200，v/v），将其旋涂在钙钛矿膜的顶部（5000 rpm 30 s）并在100 ℃下退火3 min。
4. 20 mg mL⁻¹ PCBM CB，3000 rpm 30 s旋涂，70 °C退火10 min；
5. BCP 饱和IPA 溶液6000 rpm 30 s旋涂，70 °C 退火10 min；
6. 蒸镀120 nm Ag。
文章信息
Liu, S., Miao, T., Wang, J. et al. Solvated-intermediate-driven surface transformation of lead halide perovskites. Nat Energy (2025). https://doi.org/10.1038/s41560-025-01912-8
DOI:10.1038/s41560-025-01912-8
索比光伏网 https://news.solarbe.com/202512/22/50015240.html
