西交大董化团队AFM：界面杂化工程促高效稳定大面积钙钛矿组件。

主要内容

由西安交通大学董化教授、吴朝新教授、李璟睿研究员以及广东工业大学丁黎明教授带领的团队开展了一项重要研究。该研究表明，自组装分子（SAMs）在倒置钙钛矿太阳能电池（p-i-n型PSCs）的空穴传输层（HTL）应用中极具潜力。然而，当前SAM薄膜存在覆盖不全面、均匀性欠佳以及稳定性不足等缺陷，这些问题严重制约了基于SAM的空穴传输层在钙钛矿太阳能电池领域的大规模工业应用。

针对上述问题，研究团队创新性地提出了界面杂化工程（IHE）策略。此策略引入分子抑制剂4,4,4-三（膦酰基）三苯甲烷（PA），通过调控SAM的自组装过程来优化界面特性。具体而言，PA借助空间位阻效应和化学相互作用，有效抑制了2-（9H-咔唑-9-基）乙基膦酸（2PACz）的分子聚集现象，确保了SAM分子能够均匀分布、有序组装，进而实现规模化制备。得益于此，钙钛矿与空穴传输层之间的界面在能级匹配、电荷提取效率以及缺陷钝化效果等方面均得到显著改善。

在实验验证方面，基于PA的小面积器件展现出了卓越的性能，其冠军光电转换效率（PCE）高达26.55%。而采用PA的大面积组件同样成绩斐然，分别实现了22.81%（22.8平方厘米）和20.16%（750.5平方厘米）的效率，这一成绩刷新了可扩展钙钛矿太阳能电池中单一SAM空穴传输层的效率纪录。

不仅如此，经PA改性的器件在ISOS-D和ISOS-L测试条件下，展现出了极为出色的运行稳定性。从作用机制上看，PA不仅能抑制SAM的聚集，优化界面能级匹配，促进电荷传输，还能增强界面的光热稳定性，有效防止SAM在热应力下发生扩散，并抑制缺陷的产生。长期测试结果显示，基于IHE策略的器件在连续运行1000小时后，仍能保持初始PCE的约93.1%；在85%相对湿度下进行1800小时的湿度老化测试时，其耐久性表现同样优异。

在可扩展性验证方面，该策略通过狭缝涂布和激光划刻工艺在大面积制造中得到了成功应用，充分凸显了其工业应用潜力。本研究为基于SAM空穴传输层的钙钛矿组件树立了新的性能标杆，也为开发可扩展且稳定的钙钛矿光伏技术提供了极具价值的见解。

文献信息

Interfacial Hybrid Engineering Strategy for Highly Efficient and Stable Large-Area Perovskite Solar Modules

Hebing Tang, Lin Yang, Peizhou Li, Jingrui Li, Yingguo Yang, Ruoyao Xu, Yulu Sun, Weilun Cai, Jungang Wang, Jie Xu, Chuantian Zuo, Liming Ding, Zhaoxin Wu, Hua Dong

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202516652