Nat Commun：离子迁移率降低99.9%！散射-漂移双层结构突破钙钛矿稳定性瓶颈，认证效率25.7%

碘离子从钙钛矿薄膜中迁出会破坏电荷传输层与电极结构，严重制约钙钛矿太阳能电池的长期稳定性。目前主要策略是在钙钛矿表面引入阻挡层以抑制离子迁移，但由于载流子传输的制约，此类方法无法完全阻止离子移动。

本研究上海交通大学韩礼元和韩奇峰等人首次量化了抑制碘离子迁出所需的能垒阈值，并设计了一种复合功能层，通过散射与漂移协同作用达到该能垒要求，使碘离子迁移率降低99.9%。同时，我们采用高功函数的聚乙烯咔唑作为空穴传输材料，有效抵消由表面电场引起的能带偏移，提升空穴提取效率。

最终，器件获得25.7%的认证稳态效率，并在85°C、最大功率点追踪下运行1500小时后仍保持95%以上的初始效率。

文章亮点：

1. 首次量化离子迁移能垒：通过施加反向偏压，精确测定抑制碘离子界面迁移所需的能量阈值（约0.6–0.9 eV），为设计高效阻挡层提供理论依据。

2. 散射-漂移协同阻挡结构：构建HfO₂散射层与自组装偶极分子单层复合结构，实现99.9%的碘离子迁移抑制效果，突破传统阻挡层性能极限。

3. 能级匹配提升器件性能：采用PVK作为高功函数空穴传输层，有效补偿界面电场引起的能带偏移，实现25.86%的高效率与>1500小时高温稳定性。

Tang, H., Shen, Y., Yan, G. et al. Confining iodide migration with quantified barrier for durable perovskite solar cells. Nat Commun16, 9345 (2025).

https://doi.org/10.1038/s41467-025-64390-2

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