陈棋最新AFM：27.1%面向极端环境热机械性能优异的高稳定反式PSCs

反式钙钛矿太阳能电池（PSCs）的长期可靠性受制于埋底空穴传输层（HTL）界面的稳定性缺陷，当前主流空穴传输层在热应力作用下易发生界面失效——自组装单分子膜（SAMs）化学作用键合不稳定，传统聚合物则存在润湿受限、界面物理接触不良的问题。针对这一技术瓶颈，北京理工大学陈棋、朱城，山西大学侯文静等人联合开展系统性研究，提出一种界面级双侧锚定聚合物空穴传输层设计策略，为解决器件热-力学失效问题提供了可行方案。

该联合研究团队设计并合成了膦酸功能化聚合物PTPP，该材料将锚定基团整合于连续的聚合物主链中，兼具薄膜连续成膜性与类自组装单分子膜的强锚定作用，可在埋底界面构筑一体化中间层，实现界面化学相互作用与宏观粘附性能的协同耦合，有效区别于SAMs热应力下锚定失效、PTAA等常规聚合物界面接触性差的短板。

研究证实，PTPP可将界面机械粘附强度提升3倍；通过建立化学相互作用与宏观力学之间的定量关联，有效抑制热致界面脱层，同时其优异的表面润湿特性可促进钙钛矿均匀结晶与大面积致密成膜，将准费米能级分裂（QFLS）由1.048 eV提升至1.202 eV。热循环测试后，ITO/PTPP/钙钛矿叠层结构仍保持ASTM 5B最高粘附等级，而基于PTAA和SAMs的对比样品则出现粘附力显著下降及明显界面劣化。

实验结果表明，采用PTPP作为空穴传输层的器件，光电转换效率达27.1%（第三方认证26.4%）；经800次热循环后仍保持初始性能的94.4%，在1倍太阳光65 ℃条件下持续最大功率点（MPP）运行2000小时，效率保有率高达94.7%。

综上，北京理工大学陈棋、朱城，山西大学侯文静等人的联合研究，通过PTPP介导的化学–力学协同增强策略，赋予器件优异的热循环稳定性，不仅提出了缓解反式钙钛矿埋底界面热-力学失效的有效方法，更为开发高效率、热力学高稳定性钙钛矿光伏器件提供了普适性设计思路，适用于极端环境下的光伏应用场景。

文献信息

Thermo-MechanicallyRobustInvertedPerovskiteSolarCellsTowardExtremeEnvironments

YingZhang,FengtaoPei,ChengZhu,JinKang,TengCheng,WenjingHou,ZipengXu,MengqiGuo,HongheYao,YunluCui,YanJiang,QiChen

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.75697