谭海仁团队Joule：钝化集成纳米结构增强埋入异质界面实现高效稳定钙钛矿太阳能模块

在可扩展制备的钙钛矿太阳能模块中，埋入型异质界面（如自组装单分子层与钙钛矿之间）常因结晶过程中应力诱导的纳米间隙而形成缺陷，导致非辐射复合与机械剥离，限制器件效率与稳定性。

本研究南京大学肖科、李禄东和谭海仁等人提出一种埋入式集成钝化纳米结构（BIPN），结合无机SiO₂纳米球作为机械支撑与有机4F-PEACl分子作为化学钝化剂，通过氢键锚定在纳米球表面，同步释放界面应力、抑制缺陷形成并增强界面化学稳定性。基于BIPN策略，刮涂制备的钙钛矿太阳能电池认证效率达25.7%，小面积器件效率达26.0%；20.25 cm²迷你模块效率为22.5%，且在连续光照2100小时后无衰减。

该研究揭示了可扩展钙钛矿光电器件中埋入界面失效机制，并提供了一条兼具机械强化与化学稳定的产业化路径。

研究亮点：

1. 揭示界面失效机制：发现刮涂钙钛矿薄膜在SAM/钙钛矿界面处因应力失配形成微米级纳米间隙，是导致器件不稳定性的关键因素。

2. 创新BIPN结构设计：通过SiO₂纳米球与4F-PEACl分子的协同作用，实现界面应力释放与缺陷钝化的双重增强。

3. 实现高效、稳定、可扩展器件：小面积电池效率突破26%，模块效率超22%，并在ISOS-L-1、L-2、D-3等多种严苛条件下表现出卓越稳定性。

Buried heterointerface reinforcement with passivation-integrated nanostructures for efficient and stable perovskite solar modules

Author: Jin Wen,Yuxuan Liu,Yinke Wang,Guihao Wang,Ningchong Zheng,Wennan Ou,Jinyan Guo,Jiajia Hong,Yijia Guo,Wenchi Kong,Anh Dinh Bui,Haowen Luo,Hieu Nguyen,Yuefeng Nie,Ke Xiao,Ludong Li,Hairen Tan

Publication: Joule

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435125003939

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