Science：氧化铪界面稳定策略实现高效、光热稳定的钙钛矿太阳能电池

空穴和电子选择界面的有机分子层对于实现高效钙钛矿太阳能电池至关重要，但其有限的光热稳定性阻碍了器件的长期运行。

武汉大学王植平等人采用原子层沉积技术沉积氧化铪（HfOx）中间层，以稳定这些分子界面在运行应力下的性能。在NiOx/自组装单层界面处，富含羟基的路易斯酸性 n-HfOx 层（n表示负固定电荷极性）促进了膦酸的三齿配位，增强了 SAM 的保留和热耐久性。在钙钛矿/C₆₀ 界面处，p-HfOx 层（p表示正固定电荷极性）通过 Hf···F 相互作用锚定了 3-氟苯乙基碘化铵，同时作为阻挡层抑制卤化物和银离子迁移。

器件实现了 27.1% 的光电转换效率（认证值 26.6%），并在 85°C、1 个太阳等效光照的环境空气中，经过约 5000 小时的最大功率点跟踪后，仍保持 90% 以上的初始效率。

研究亮点：

1. 首创 ALD-HfOx 双界面协同稳定策略：通过原子层沉积在空穴和电子选择界面分别引入可调固定电荷极性的 HfOx 层（n-HfOx 和 p-HfOx），同时实现 SAM 的强锚定和钙钛矿/传输层界面的稳固保护，解决了有机分子层光热稳定性差的共性难题。

2. 27.1% 效率与 5000 小时超长稳定性：器件效率达 27.1%（认证 26.6%），在 ISOS-L-3 最严苛老化条件下（85°C、1-sun、50% RH）MPPT 跟踪 5000 小时后仍保持 >90% 初始效率，T90 寿命为对照组的 25 倍，为目前报道的最高光热稳定性之一。

3. 多重机制协同作用：n-HfOx 通过增强路易斯酸性促进 SAM 三齿锚定（CO₂吸附减少、-OH 含量从 42.3% 提升至 51.6%）；p-HfOx 通过 Hf···F 相互作用（结合能从 5.25 eV 增至 6.08 eV）锚定 3F-PEAI 并阻挡 I⁻/Ag⁺ 迁移（离子迁移活化能从 0.51 eV 提升至 0.72 eV），同时固定电荷产生的库仑场进一步抑制离子扩散。

Yuanhang Yang et al. ,Hafnium oxide interface stabilization for efficient, photothermally stable perovskite solar cells.Science391,926-930(2026).

DOI:10.1126/science.aea3339

https://www.science.org/doi/10.1126/science.aea3339

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