AFM：烷基链工程：26.0%效率！倒置钙钛矿太阳能电池光电压损失降至0.36 eV

使用有机铵盐进行表面缺陷钝化已成为钙钛矿太阳能电池中广泛采用的策略。然而，有机铵盐中烷基链结构对界面能级排列和缺陷钝化机制的影响仍没有深入探究。

本文，广州大学罗东向、暨南大学郭飞、广东工业大学王晶、闵永刚和华南理工大学薛启帆薛启帆等人系统研究了两种二铵碘化物盐——1,4-丁二铵二碘化物（BDADI，线性）和1,4-哌啶二铵二碘化物（PDI，环状），以阐明它们对钙钛矿表面钝化、能级排列和光电压损失的影响。结构和电子分析表明，与线性BDAD⁺阳离子的局域电子结构相比，PDI由于其环状烷基骨架中更离域的电子分布，能够在表面原位形成定义良好的2D/3D钙钛矿异质结。PDI修饰的器件表现出降低的陷阱态密度、优化的能带排列和增强的载流子传输。因此，PDI钝化的钙钛矿太阳能电池实现了26.0%的光电转换效率（认证25.74%），光电压损失降低至至0.36 eV，同时在未封装储存1000小时后仍保持95%的初始效率，这在已报道的有机铵盐表面钝化钙钛矿太阳能电池中表现最佳。

这项工作展示了一种通过烷基链设计调控界面性质的有效分子工程方法。

研究亮点：

1. 首次揭示烷基链构型对钝化机制的调控作用：系统对比了线性（BDADI）与环状（PDI）二铵盐，发现环状PDI因其离域的电子分布，可在钙钛矿表面原位诱导形成高质量的2D/3D异质结，而线性BDADI无法形成低维相，仅为点缺陷钝化。

2. 26.0%认证效率与超低电压损失：PDI钝化器件实现26.0%的光电转换效率（认证25.74%），开路电压高达1.20 V，对应光电压损失仅0.36 eV，为有机铵盐表面钝化体系中的顶尖水平。

3. 多重机制协同优化界面：PDI形成的2D/3D异质结同时实现了缺陷钝化、能级优化（功函数提升、内建电场增强）、载流子提取加速和非辐射复合抑制，器件在未封装条件下储存1000小时后仍保持95%初始效率。

J. Wang, Z. Hu, J. Huang, et al. “ Reducing Photovoltage Loss in Highly Efficient p–i–n Perovskite Solar Cells via Alkyl Chain Engineering.” Advanced Functional Materials (2026): e74689.

https://doi.org/10.1002/adfm.74689

学术交流QQ群

知光谷光伏器件学术QQ群：641345719

钙钛矿产教融合交流@知光谷（微信群）：需添加编辑微信

为加强科研合作，我们为海内外科研人员专门开通了钙钛矿科创合作专业科研交流微信群。加微信群方式：添加编辑微信pvalley2024，备注：姓名-单位-研究方向（无备注请恕不通过），由编辑审核后邀请入群。