重庆大学EES：通过π共轭异质结增强界面调控实现高效率倒置钙钛矿太阳能电池

自组装单分子层（SAMs）在提升倒置钙钛矿太阳能电池（PSCs）效率方面日益受到关注。然而，表面覆盖不完全、界面结合不良等问题仍然存在，导致非辐射复合并影响长期稳定性。

为解决这些挑战，重庆大学孙宽等人开发了一种创新策略，将1-苄基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（BzMIMBF₄）集成到SAM上，优化了底界面并促进了钙钛矿的结晶。BzMIMBF₄通过BzMIM⁺相互作用增强SAM的表面覆盖，与[4-(3,6-二甲基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸（Me-4PACz）SAM形成稳固的π共轭异质结，优化了界面结合，抑制了有害的Pb²⁺/I⁻离子迁移，并保护了底电极。BzMIMBF₄稳定了晶核形成，减少了与缺陷相关的非辐射复合，促进了α相快速形成，增强了（100）晶面对齐并促进了载流子向空穴传输层的转移。同时，飞行时间二次离子质谱（ToF-SIMS）深度分析证实BF₄⁻阴离子在整个钙钛矿薄膜中分布。BF₄⁻阴离子有效钝化了钙钛矿表面和体相缺陷（如未配位的Pb²⁺和碘空位），从而抑制了非辐射复合中心。所得钙钛矿薄膜具有无针孔结构、增大的晶粒尺寸、更光滑的表面和显著降低的残余应变。

因此，经BzMIMBF₄处理的器件实现了高达26.45%的光电转换效率（认证效率26.37%），并在一个太阳光照下运行700小时后仍保持初始效率的90.8%，展现出优异的稳定性。该方法为高性能、耐用的钙钛矿太阳能电池及其在先进光伏应用中的潜力铺平了道路。

研究亮点：

1. 创新界面工程：首次将氟化离子液体BzMIMBF₄集成到Me-4PACz SAM中，通过π-π和阳离子-π相互作用形成稳固的π共轭异质结，显著增强底界面结合与覆盖。

2. 全面缺陷钝化：BF₄⁻阴离子深入钙钛矿体相与界面，有效钝化未配位Pb²⁺和碘空位等缺陷，大幅抑制非辐射复合。

3. 高效率与高稳定性兼备：优化后的器件实现26.45%的认证效率（目前倒置PSCs最高水平之一），并在700小时持续光照后仍保持90.8%的初始效率，展现出卓越的运行稳定性与抗湿、耐热性。

Enhanced interface regulation via π-conjugated heterojunctions for high-efficiency inverted perovskite solar cells

Q. Gao, C. Wang, N. A. N. Ouedraogo, K. Zhao, D. Hu, K. Chen, Y. Pan, Z. Ou, M. Gao, L. Liu, J. Zhang, T. Gu, G. Tian, P. Zhang, Z. Xiao, H. Guo, R. Wang, Y. Zheng and K. Sun, Energy Environ. Sci., 2026, Accepted Manuscript , DOI: 10.1039/D5EE06342F

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2026/ee/d5ee06342f

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