效率25.77%！三元钝化策略制备少缺陷高效率的钙钛矿太阳能电池

主要内容

福建农林大学欧阳新华教授团队针对钙钛矿太阳能电池（PSCs）领域长期存在的缺陷调控难题，创新提出"三位一体"协同钝化策略，通过前驱体溶液分子工程实现钙钛矿薄膜的三维缺陷精准抑制。该研究将自主研发的多功能分子PTR掺入PbI₂前驱体溶液，构建了从晶界到界面的立体钝化体系，使n-i-p型器件光电转换效率（PCE）从23.04%显著提升至25.77%（认证值25.44%，国家光伏产业计量测试中心）。

研究揭示PTR分子通过三重作用机制实现缺陷调控：首先，其羧基（─COOH）与SnO₂电子传输层表面氧空位形成强化学键合，精准修复钙钛矿/SnO₂界面缺陷并释放残余应力；其次，分子体积效应使其空间限域于晶界（GBs）区域，通过羰基（C═O）和硫羰基（C═S）的配位作用钝化晶界缺陷态密度；最后，剩余PTR分子向上层界面扩散，利用hole transport layer与spiro-OMeTAD空穴传输层中的二苯胺单元形成π-π共轭桥联界面，实现电子-空穴传输层的高效能级匹配。

该策略展现出优异的器件性能：经修饰的PSCs不仅获得25.44%的认证效率，在85℃/85%RH环境下持续光照1000小时后仍保持初始效率的92%。

研究首次通过前驱体溶液分子设计实现了界面化学键合-晶界限域钝化-传输层能级匹配的协同调控，为解决钙钛矿光伏器件的缺陷问题提供了全新理论框架和技术路径，显著推动了该领域向产业化迈进的步伐。

文献信息：

Triad of Passivation Strategies for the Fabrication of Perovskite Solar Cells with Mitigated Defects and Enhanced Efficiency

Zhichao Lin, Jiande Lin, Zhehui Zhu, Tingxia Yan, Min Zhang, Hao Yao, Mengyao Sun, Xinhua Ouyang

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202502170