山大团队AM：构建聚合物桥接异质结，实现效率28.26%的全钙钛矿叠层电池

宽带隙钙钛矿太阳能电池一直受限于长期稳定性和开路电压损耗，这制约了全钙钛矿叠层电池的性能。构建3D/2D钙钛矿异质结是一种有前景的方案，但其界面处的载流子传输效率和热稳定性仍存在明显缺陷。

本研究山东大学吴雨桐和尹龙卫等人将一种新设计的高交联聚合物（由季戊四醇四丙烯酸酯和N-乙烯基咔唑聚合而成）作为聚合物中间层，精密沉积在3D钙钛矿表面。该聚合物中自由分布的羰基和N/O原子有效饱和了表面缺陷并缓解了拉伸应变。表面性质的改善诱导了梯度能级的产生，有效减少了少数载流子在3D/2D界面聚集导致的复合损失。更有趣的是，交联聚合物骨架作为强大的物理屏障，有效阻止了挥发性A位阳离子在热应力下跨界面迁移，从而最大化异质结构的稳定性。

最终，基于此结构的宽带隙单结电池和全钙钛矿叠层电池分别实现了20.23%和28.26%的冠军效率（认证效率27.29%），并展现出卓越的热稳定性。这项工作凸显了3D/2D异质结设计的巨大潜力，为宽带隙钙钛矿电池及全钙钛矿叠层电池的发展提供了宝贵见解。

研究亮点：

1. 创新性聚合物桥接层：设计了一种新型高交联聚合物中间层（PIL），巧妙地插入3D与2D钙钛矿之间，同时实现了缺陷钝化、能级梯度调控与离子迁移抑制的三重功能。

2. 载流子管理与高效提取：PIL诱导形成梯度能级，显著降低了界面处少数载流子的积累与复合，使载流子提取和传输效率得到全面提升。

3. 卓越效率与稳定性：基于此策略，成功制备出效率高达28.26%（认证效率27.29%）的全钙钛矿叠层电池，并展现出2.151 V的高开路电压和优异的热稳定性，为高性能叠层器件的开发树立了新标杆。

Z. Liu, B. Chang, S. Ma, et al. “ Organic Layer Bridged 3D/2D Perovskite Heterojunction for Efficient and Stable All-Perovskite Tandem Solar Cells.” Adv. Mater. (2025): e12874.

https://doi.org/10.1002/adma.202512874

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