北京
针对钙钛矿光伏器件存在的界面缺陷与界面能量损耗问题，成都理工大学段玉伟、彭强团队提出一种新型界面协同改性策略。传统自组装单分子层（SAM）物理吸附于锚固层表面时，易造成空穴传输层（HSL）分子堆叠无序、界面偶极取向杂乱等缺陷，严重阻碍电荷传输动力学过程，加剧器件界面能量损失。该团队通过在SAM表面沉积氯氧化铋（BiOCl），构建了有序堆叠诱导界面偶极翻转与埋层界面氯‑碘交换相结合的协同改性机制，有效解决了上述界面问题。
研究结果表明，有序堆叠的BiOCl能够有效重塑SAM的微观排布结构，诱导SAM形成规整的晶态有序结构，实现界面偶极翻转与面内方向长程周期性有序排列。该结构优化过程主要由咔唑基团间的π‑π相互作用以及埋层界面的氯‑碘交换反应共同驱动。改性后的SAM/BiOCl复合空穴传输层，显著提升了对钙钛矿前驱体溶剂侵蚀及热扰动的耐受能力，界面结构稳定性大幅增强；同时可精准调控上层钙钛矿薄膜的结晶过程，有效削弱电子‑声子耦合效应，从结构与物理机制双重维度优化了器件光电性能。
基于该优异的界面改性策略，团队制备的单结反式钙钛矿太阳能电池（PSC）展现出优异的光电转换性能、重复性与工作稳定性。在0.09cm²有效面积下，带隙1.55eV的器件光电转换效率（PCE）可达27.25%，带隙1.85eV的器件PCE可达20.24%。将SAM/BiOCl复合结构同时作为空穴传输层与叠层互连层应用于钙钛矿‑有机叠层太阳能电池（PO‑TSC）后，器件光电性能显著提升。最优叠层器件初始PCE高达28.14%，第三方认证效率为27.84%，稳态功率输出效率为27.86%（认证值27.59%），最大功率点工作稳定性优异。在模拟太阳光持续最大功率点追踪测试条件下，该叠层器件连续工作600h后，仍可维持90%的初始光电转换效率。
该研究构建的堆叠序调控偶极翻转耦合离子交换的协同改性策略，为制备高效、高稳定性钙钛矿‑有机叠层光伏器件提供了新颖的技术方案，对推动钙钛矿叠层太阳能电池的高效化、稳定化产业化应用具有重要的参考价值。
文献信息
Stacking-order-driveninterfacialdipoleflipandchlorine-iodineexchangeforhigh-performanceperovskite-organictandemsolarcells
ZhuangXie,YuweiDuan,QiuyanCao,XinhongZhu,JianqiangQin,JiaxueYou,HongxiangLi,MinghuiCheng,YuChen&QiangPeng
https://www.nature.com/articles/s41467-026-76786-9
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