AEM：离子栅栏锁住氟迁移，28.41%效率！钙钛矿叠层电池稳定性突破

采用碘溴混合卤化物组分的宽禁带钙钛矿太阳能电池是构建叠层器件的关键，但其面临开路电压损失和光不稳定性问题。氟化锂中间层广泛用于通过界面缺陷钝化和能级对齐来提升开路电压，然而其对器件运行稳定性的负面影响及相关降解机制在实际条件下尚不明确。

本研究成均馆大学Ji-Sang Park、韩国航空大学Yohan Yoon和庆北大学Sangwook Lee等人系统探究了LiF基宽禁带器件运行不稳定的根源，并提出一种选择性阻挡氟离子迁移至钙钛矿层的策略以提升器件稳定性。我们发现LiF并未局限于界面，而是会扩散至钙钛矿层中，其中氟离子会加速卤化物偏析并损害器件光稳定性。为解决该问题，我们引入双三氟甲磺酰亚胺锂作为选择性离子阻挡中间层（即“离子栅栏”），在保留LiF优点的同时抑制氟离子扩散，实现了1.284 V的高开路电压和19.55%的效率。

该策略在保持效率的同时显著提升了运行稳定性，并成功拓展至单片全钙钛矿叠层电池，其中Li-T使器件效率保持在28.41%的高水平并显著改善稳定性。本工作为下一代叠层太阳能电池中高性能宽禁带钙钛矿的界面工程提供了关键见解。

文章亮点：

1. 揭示LiF界面层的不稳定机制：首次阐明LiF在光照下会解离并释放氟离子迁移至钙钛矿体相，加速卤化物偏析，导致器件光稳定性下降。

2. 创新“离子栅栏”策略：采用双三氟甲磺酰亚胺锂作为选择性离子阻挡层，有效抑制氟离子迁移，同时保留LiF的钝化与能级调控优势，实现效率与稳定性的协同提升。

3. 成功应用于高效叠层器件：该策略在单片全钙钛矿叠层电池中验证有效，获得28.41%的高效率，并显著延长器件在持续光照下的运行寿命。

S. Kim, H. Choi, D. Im, et al. “ Selective Ion-Blocking Strategy for Stabilizing Perovskite Tandem Solar Cells.” Advanced Energy Materials (2026): e06634.

https://doi.org/10.1002/aenm.202506634

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