交大戚亚冰：构建均质埋底界面使锡基钙钛矿电池PCE提升至17.89%

主要内容

由南京理工大学徐勃教授团队、复旦大学梁佳研究员团队及上海交通大学戚亚冰教授团队联合开展的研究表明，锡基钙钛矿太阳能电池（TPSCs）作为无铅环保型光伏器件，已成为铅基钙钛矿电池的有力替代方案。当前，倒置结构TPSCs的认证光电转换效率（PCE）已突破16%，但其理论效率潜力（>33%）仍未充分释放，主要受制于空穴传输层缺陷及埋底界面接触不良导致的空穴提取效率低下。

研究团队创新性地在埋底界面引入（E）-（2-（4'，5'-双（4-（双（4-甲氧基苯基）氨基）苯基）-[2,2'-联噻吩]-5-基）-1-氰基乙烯基）膦酸分子薄膜，通过构建能量级匹配的均匀界面层，实现了空穴提取效率的显著提升。该分子薄膜形成的超润湿下层可诱导钙钛矿晶粒定向生长，使薄膜缺陷密度降低40%以上，非辐射复合损失减少至传统结构的1/3。

实验结果显示，基于该界面优化策略的小面积（0.09cm²）倒置TPSCs创下17.89%的光电转换效率（反向扫描模式17.71%），且封装器件在AM1.5G光照下持续运行1550小时后仍保持94%的初始效率，在85℃/85%RH条件下储存1344小时后效率衰减<5%。更值得关注的是，1cm²组件效率达14.40%的光电转换效率，验证了该技术的大面积制备可行性。

本研究通过分子界面工程同时解决了TPSCs的效率瓶颈与稳定性难题，为无铅钙钛矿光伏技术的产业化应用提供了关键技术路径。

文献信息

Tin-based perovskite solar cells with a homogeneous buried interface

Tianpeng Li, Xin Luo, Peilin Wang, Zhi Li, Yimeng Li, Jinhai Huang, Zuoming Jin, Yingguo Yang, Bin Li, Wenqi Zhang, Siyuan Lin, Yichuan Rui, Hua Wang, Qinghong Zhang, Yiqiang Zhan, Bo Xu, Jia Liang & Yabing Qi

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09724-2