大连理工银冰&史彦涛Angew：原子级精准修饰！区域选择性沉积AlOₓ让钙钛矿电池效率突破26.4%

自组装单分子层（SAM）在提升钙钛矿太阳能电池（PSCs）性能方面展现出显著潜力。然而，其不完全的表面覆盖会暴露出NiOₓ表面的缺陷位点，导致有害的非辐射复合并加剧钙钛矿降解。

为克服这些限制，本研究大连理工大学银冰和史彦涛等人开发了一种区域选择性原子层沉积（AS-ALD）策略，能够在暴露的NiOₓ表面精确沉积超薄AlOₓ层，同时保持SAM覆盖区域不受影响。该方法通过阻断NiOₓ与钙钛矿的直接接触，有效抑制了电荷复合，并利用AlOₓ固有的负固定电荷吸引空穴、排斥电子。重要的是，SAM覆盖区域保持完整，确保了载流子提取无阻。此外，沉积的AlOₓ还减少了易引发钙钛矿分解的高价Ni⁴⁺含量，从而显著提升了器件性能与稳定性。基于该策略，PSCs的光电转换效率（PCE）提升至26.41%，钙钛矿组件在64.68 cm²有效面积上实现20.88%的效率。

器件稳定性显著增强：在暗态存储1500小时后仍保持约95%的初始PCE（ISOS-D-1），85°C下800小时后保持约80%（ISOS-D-2），48次热循环后保持约85%（ISOS-T-1），连续1太阳光照1300小时后保持约90%（ISOS-L-1，MPPT）。

研究亮点：

1. 创新区域选择性沉积策略：首次将AS-ALD技术应用于钙钛矿电池埋入界面，实现对暴露NiOₓ表面的精准修饰，同时不破坏SAM覆盖区域，兼顾钝化与载流子传输。

2. 多功能AlOₓ夹层作用：AlOₓ层不仅钝化界面缺陷、抑制电荷复合，其负固定电荷还可调控载流子行为，并通过减少Ni⁴⁺含量有效抑制钙钛矿分解，显著提升界面稳定性。

3. 卓越的综合性能提升：器件效率突破26.41%，组件效率达20.88%（64.68 cm²），同时在高温、高湿、光照及热循环等多种严苛条件下均表现出优异的长期稳定性。

Area-Selective Atomic Layer Deposition of AlOx at the Buried Interface for High-Performance Perovskite Solar Cells

Jie Zhang, Yuehui Li, Liman Huo, Bing Yin, Yudi Wang, Qingshun Dong, Guozhen Liu, Xin Lu, Wenqi Han, Wenrui Li, Yilin Gao, Zheng Lv, Zhiyong Wang, Lida Liu, Yantao Shi

First published: 01 February 2026

https://doi.org/10.1002/ange.202516537

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