最新Joule：纪录效率！>26%！NiOx刚性分子锚定实现高效钙钛矿电池

氧化镍（NiOₓ）作为一种理想的倒置钙钛矿太阳能电池（PSCs）空穴收集接触材料，因其良好的空穴迁移率、固有稳定性和易于扩展性而备受关注。然而，其表面缺陷以及与钙钛矿之间的界面氧化还原反应常常阻碍了PSCs光电转换效率（PCE）的进一步提升。这些不利特性可以通过使用多齿锚定（MDA）分子对NiOₓ表面进行修饰来解决。

为了减少MDA分子的旋转构型不确定性并增加其锚定位点，香港城市大学Alex K.-Y. Jen、南方科技大学王行柱、王阳刚和徐保民等人设计了具有刚性骨架的（(9H-芴-9-亚甲基)甲基）氰基磷酸（FY-CPA），作为一种最佳的MDA分子，通过形成四齿配位结合并使分子与表面平行排列，从而增强其与底层NiOₓ的结合能力，促进电荷提取。通过原位沉积技术，FY-CPA在NiOₓ/钙钛矿界面实现了密集且均匀的覆盖，钝化了活性Ni物种，减少了离子迁移通道，从而最大限度地减少了埋底界面处的氧化还原反应和非辐射复合中心。

结果表明，经过这种改性的器件实现了26.21%的最高光电转换效率（经认证为25.99%）。此外，面积为1.02平方厘米的较大尺寸器件也实现了25.31%的光电转换效率（经认证为24.90%），这是迄今为止报道的面积大于1平方厘米的PSCs中最高的光电转换效率。而且，该器件在50°C下连续模拟太阳光照1000小时后，仍能保持其初始效率的96.5%；在氮气氛围中85°C老化1300小时后，仍能保持其初始效率的93.8%。

Deng Wang, Zhixin Liu, Ying Qiao, Zhengyan Jiang, Peide Zhu, Jie Zeng, Wenbo Peng, Qing Lian, Geping Qu, Yintai Xu, Yong Zhang, Fengzhu Li, Lei Yan, Xingzhu Wang, Yang-Gang Wang, Alex K.-Y. Jen, Baomin Xu,

Rigid molecules anchoring on NiOx enable >26% efficiency perovskite solar cells,Joule,2025,101815.

https://doi.org/10.1016/j.joule.2024.101815.

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