AM：模组PCE达21.94%！光照2000小时不衰减！

倒置（p-i-n）结构的钙钛矿太阳能电池（PSCs）通过合理设计空穴选择性层（HSLs）和精确界面管理，已实现超过26%的认证功率转换效率（PCE）。然而，传统的镍氧化物（NiOₓ）空穴传输材料（HTM）因导电性差、界面缺陷密度高以及迁移率低等问题，限制了其性能提升。此外，NiOₓ表面的复杂化学性质和高氧化态镍物种易引发钙钛矿分解，形成界面能垒，阻碍电荷传输。

本研究河南省科学院先进陶瓷研究所Haibin Wang、西安交通大学杨生春和梁超等人通过化学精细调控策略，将吡哆胺（PM）与[4-(3,6-二甲基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸（Me-4PACz）混合，打破了Me-4PACz的原始对称性，通过质子转移和静电吸引形成电荷极化界面（Me-4PACz-PM）。该界面优化了NiOₓ表面的电荷状态，促进了稳定的Ni³⁺形成（源自镍空位），从而提升了p型导电性并改善了能带对齐。

基于NiOₓ/Me-4PACz-PM的小面积冠军器件和模块（69 cm²）分别实现了26.34%（认证25.48%）和21.94%（认证20.50%）的PCE，性能位居同类规模组件前列。此外，未封装的器件在连续光照（23±4°C）下2000小时和50±10%湿度空气中1200小时后，仍保持初始PCE的90%，展现出卓越的稳定性。

文章亮点总结：

1. 电荷极化界面设计：通过PM与Me-4PACz的质子转移反应，构建了强电荷极化界面，显著提升了NiOₓ的p型导电性，优化了能带对齐，减少了界面非辐射复合。

2. 高效稳定的器件性能：小面积器件PCE达26.34%，模块PCE达21.94%，且未封装器件在光照和湿热环境下表现出优异的长期稳定性（2000小时后保持90%效率）。

3. 普适性与可扩展性：该策略适用于多种咔唑类自组装单层材料（SAMs）和不同带隙钙钛矿，为大面积组件商业化提供了新思路。

W. Yang, Y. Lin, W. Zhu, F. Du, J. Liu, Y. Ren, H. Wang, J. Liao, D. Yu, G. Fang, M. Li, R. Zhang, S. Yang, C. Liang, Charge Polarization Tunable Interfaces for Perovskite Solar Cells and Modules. Adv. Mater. 2025, 2502865.

https://doi.org/10.1002/adma.202502865

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