厦门大学&西北工业大学Nat Commun：热致液晶辅助界面管理实现高效稳定的钙钛矿太阳能电池及组件

尽管通过工艺优化已大幅提升钙钛矿薄膜质量，但其表面和界面缺陷仍然普遍存在，亟需开发高效的后处理策略。

本文西北工业大学陈睿豪、厦门大学尹君和李静等人报道了一种可预期的表面工程方法，采用热致液晶分子1-Boc-piperazine（1-BP）。在退火过程中，1-BP经历固-液相变并自发迁移至钙钛矿晶界，形成活性封装层，重构钙钛矿界面。通过原位飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）直接观测到1-BP对离子迁移的显著抑制效果。

基于此方法，n-i-p结构钙钛矿太阳能电池获得认证效率25.62%，钙钛矿太阳能组件（有效面积22.8 cm²）效率达22.03%。此外，1-BP修饰的器件表现出优异稳定性：在65°C连续光照1500小时后保持初始效率的90%（T₉₀），在85°C/85% RH条件下1000小时后保持87%（T₈₇）。

研究亮点总结：

1. 提出动态界面管理新策略：利用热致液晶分子1-BP在退火过程中的固-液相变特性，实现分子自发迁移与选择性富集于钙钛矿晶界，形成动态、可修复的封装层，突破传统静态表面处理的局限。

2. 直接观测离子迁移抑制：通过原位TOF-SIMS实时监测，首次直接揭示1-BP修饰可显著抑制钙钛矿中Pb²⁺与I⁻的迁移，从实验上证实其对界面离子扩散的有效阻隔作用。

3. 高效率与高稳定性兼备：单结电池认证效率达25.62%，组件效率突破22%（有效面积22.8 cm²），同时在连续光照、高湿高温及光暗循环条件下均表现出卓越的长期稳定性。

Chang, Q., Chen, R., Yang, Y. et al. Thermotropic liquid-assisted interface management enables efficient and stable perovskite solar cells and modules. Nat Commun (2026).

https://doi.org/10.1038/s41467-025-68231-0

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