华电李美成：26.55%异构连接体J2/J5 让倒置PSCs效率稳定性双飞跃

主要内容

近年来，倒置结构钙钛矿太阳能电池（PSCs）已发展成为极具潜力的光伏技术，备受全球光伏行业广泛关注，其单结器件的认证效率已突破 27.0%。然而，与异质界面密切相关的稳定性问题，始终是制约该类器件向商业化量产推进的核心技术瓶颈。对此，华北电力大学李美成教授、黄浩研究员团队等人，针对这一行业关键痛点，通过理性分子设计与精准合成，成功制备出两种新型菲咯啉基异构体功能材料（命名为 J2 和 J5）。

研究团队借助铃木 - 宫浦偶联反应（Suzuki-Miyaura coupling）这一高效有机合成手段，对菲咯啉分子 2 位与 5 位的反应位点进行精准修饰与调控，使 J2 和 J5 能够与器件的顶 / 底异质界面实现无缝适配 —— 其中 J2 表现出同向结合能力，J5 具备反向结合特性。尤为关键的是，得益于分子间的 π-π 堆积作用与选择性金属配位效应的协同赋能，这两种功能材料不仅显著增强了异质界面的结合强度，提升了界面的机械耐久性与结构稳定性，还为载流子传输构建了高效通道，有效抑制了界面处的电荷复合损失。

基于这一定制化界面修饰策略，优化后的倒置钙钛矿太阳能电池展现出卓越的综合性能：0.08 cm² 活性面积器件的光电转换效率（PCE）高达 26.55%，将活性面积拓展至 1 cm² 后，仍保持 25.00% 的高效率，展现出优异的规模化应用潜力；稳定性测试结果显示，该器件在 1 - 太阳标准光照下连续运行 3000 小时后，效率保留率达 92%，经严苛热循环测试（模拟实际应用中的高低温交替环境）后，效率保留率仍维持在 91%，长效稳定性表现突出，远超行业平均水平。

李美成教授、黄浩研究员团队的这项研究，立足异质界面的实际特性定制功能材料，不仅首次揭示了 π-π 堆积与金属配位协同强化界面稳定性的全新机理，更提供了兼具创新性与实用性的分子设计策略，成功攻克了长期困扰倒置 PSCs 发展的异质界面稳定性瓶颈，为制备高效稳定的钙钛矿太阳能电池开辟了新的技术路径，对推动倒置结构 PSCs 的商业化量产进程具有重要的科学意义与工程应用价值。

文献信息

Contextualizedsynthesisofphenanthroline-basedisomericlinkersatheterointerfacesenablesstableinvertedperovskitesolarcells

ShujieQu，ChangxuSun，FuYang，HaoHuang，ShuxianDu，TongtongJiang，QiangZhang，LuyaoYan，ZhinengLan，YingyingYang，ZhiweiWang，PengCu，MeichengLi

https://www.cell.com/matter/abstract/S2590-2385(25)00568-5