固态配体交换反应在 n-i-p 型PSCs中构筑掩埋式2D/3D异质结

主要内容

在三维（3D）钙钛矿太阳能电池的界面引入二维（2D）钙钛矿相，可有效提升器件性能。向钙钛矿体系中添加长链铵盐，虽可在钙钛矿薄膜的体相和界面处形成这类2D钙钛矿结构，但要实现仅在掩埋界面精准构筑该结构仍是一大挑战。针对这一关键难题，青岛科技大学LiWang、中科院逄淑平、阿卜杜拉国王科技大学StefaanDeWolf、西北工业大学王凯等人联合开展系统性研究，采用分步接枝法，将巯基乙酸与油胺成功接枝至二氧化锡（SnO₂）纳米颗粒表面。

该联合团队设计的策略中，巯基乙酸与油胺间形成的强化学键，可严格确保其与钙钛矿前驱体甲脒碘化物的阳离子交换反应仅在热退火阶段发生，进而实现了2D/3D钙钛矿结构在钙钛矿电池底界面的精准局域化构筑。该局域化2D层不仅能促进3D钙钛矿相的快速形成、提升钙钛矿结晶质量，还可将界面缺陷浓度降低一个数量级以上，显著优化界面电荷传输特性。

基于该创新界面调控设计，该联合团队制备的钙钛矿太阳能电池在不同面积规格下均展现出优异的光电转换效率：0.09cm²小面积器件效率达26.19%（认证效率26.04%），21.54cm²开口面积器件效率为23.44%（认证效率22.68%），64.80cm²开口面积器件效率达22.22%，充分彰显了该策略在大面积、高效率钙钛矿太阳能电池规模化制备中的重要应用潜力，为钙钛矿光伏技术的产业化推进提供了新思路。

文献信息

Buried2D/3Dheterojunctioninn–i–pperovskitesolarcellsthroughsolid-stateligand-exchangereaction

QiangqiangZhao,BingqianZhang,WeiHui,KunGao,HongpeiJi,XiuhongSun,XiaopengFeng,ChengPeng,KaiyuWang,CaiyunGao,ChenyangZhang,HanWang,QiZhang,ZhenhuangSu,XiaoWang,LiWang,ShupingPang,StefaanDeWolf&KaiWang

https://www.nature.com/articles/s41560-026-01980-4