北京
界面热稳定性差是限制反式钙钛矿太阳能电池规模化应用与商业化发展的关键瓶颈。自组装单分子层作为优良的空穴选择性接触功能层，仍存在表面覆盖不均匀、界面热锚固强度不足等问题，易引发界面能量损失与器件结构退化，制约电池效率与稳定性的同步提升。针对上述问题，重庆大学臧志刚团队发展了一种基于酸碱络合反应的界面偶极调控策略，通过将4-氨基吡啶（4-AP）与Me-4PACz进行共沉积处理，成功构筑结构稳定的静电复合界面体系。
该复合改性策略能够有效抑制单分子层的分子团聚行为，显著提升自组装单分子层在氧化镍基底上的界面覆盖度与锚固稳定性，同时可有效诱导上层钙钛矿薄膜高质量结晶，优化薄膜形貌与晶体质量。更为关键的是，该界面改性方式可有效调控界面偶极特性，将界面偶极矩由1.64Debye提升至8.34Debye，精准优化界面能级排布，改善能级匹配关系，大幅促进空穴的界面提取与传输过程，有效降低界面电荷复合损耗。
基于该界面偶极工程改性方案，器件光电性能得到显著提升。其中，面积为0.09cm²的小面积反式钙钛矿电池实现了27.06%的光电转换效率，开路电压可达1.194V。在大面积器件制备方面，该团队成功制备出有效面积为655.2cm²的钙钛矿光伏模组，其光电转换效率达到20.3%，经第三方认证效率为20.11%，填充因子高达79.9%，在百平方厘米级大尺寸反式钙钛矿器件中表现出优异的综合性能。
与此同时，该改性策略显著改善了器件的综合服役稳定性。改性电池展现出优异的热稳定性与热循环稳定性，在85℃高温条件下持续老化1000h后，器件可保留初始效率的90.1%；经过200次热循环测试后，仍可维持89.3%的初始效率。此外，器件具备良好的长期工作稳定性，在1177h的持续最大功率点追踪测试后，依旧保有86.8%的初始光电转换效率，长效工作可靠性突出。
综上，该研究通过超分子酸碱络合作用实现了高效的界面偶极调控，同步解决了反式钙钛矿太阳能电池界面能级失配与热稳定性不足的问题，有效兼顾了器件的光电转换性能与服役稳定性。该工作为构筑高性能、高耐久、可规模化制备的钙钛矿光伏器件提供了高效、通用的技术思路，对推动反式钙钛矿太阳能电池的产业化发展具有重要参考价值。
文献信息
Acid-BaseComplexationInducedDipoleEngineeringforDurableInvertedPerovskitePhotovoltaics
KeWang,ZhiyuanXu,RuLi,YingguoYang,ZhihaoGuo,ZhijunLi,YuhaoSong,KeYang,ZhigangZang
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.74438
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