华北电力大学黄浩&李美成Nat Commun：界面静电斥力抑制碘离子迁移，提升钙钛矿太阳能电池反向偏压稳定性

钙钛矿太阳能电池（PSCs）在湿度、光照和高温等条件下的稳定性已取得显著进展，但仍面临反向偏压下的衰减问题，其主要原因在于碘离子（I⁻）的不可逆迁移。

本文华北电力大学黄浩和李美成等人揭示了PSCs在反向偏压下的I⁻跨层迁移机制，并提出通过在钙钛矿界面引入4,4',4'',4'''-甲烷四基四苯磺酸（TFMS）分子，构建与I⁻之间的静电斥力，以非键合方式抑制其反向偏压下的迁移。同时，TFMS还能阻断空穴注入，减少界面I⁻的氧化。优化后的器件在TiO₂作为电子传输层（ETL）时效率达25.80%，在SnO₂作为ETL时达26.21%（认证效率26.09%）。

更重要的是，器件在经历25个偏压老化循环（0 V/-1 V/0 V，每阶段12小时）后仍保持>80%的初始效率，反向偏压稳定性显著提升。

研究亮点：

1. 首创界面静电斥力策略：通过TFMS分子在钙钛矿界面构建与碘离子的静电斥力，以非键合、可逆方式抑制反向偏压下的离子跨层迁移。

2. 效率与稳定性同步提升：在TiO₂和SnO₂两种ETL体系中均实现效率提升（最高认证效率26.09%），并显著增强器件的反向偏压、湿热及紫外稳定性。

3. 强抗反向击穿能力：器件击穿电压最高达-28.11 V，为单结钙钛矿电池中报道的较高值，有效预防实际应用中因反向击穿导致的器件失效。

Lan, Z., Yang, Y., Huang, H. et al. Interfacial electrostatic repulsion inhibits iodide ion migration for enhancing reverse-bias stability of perovskite solar cells. Nat Commun (2025).

https://doi.org/10.1038/s41467-025-66224-7

学术交流QQ群

知光谷光伏器件学术QQ群：641345719

钙钛矿产教融合交流@知光谷（微信群）：需添加编辑微信

为加强科研合作，我们为海内外科研人员专门开通了钙钛矿科创合作专业科研交流微信群。加微信群方式：添加编辑微信pvalley2024，备注：姓名-单位-研究方向（无备注请恕不通过），由编辑审核后邀请入群。