Nat. Photon.: 27.02%效率+1200小时零衰减!战略性界面接触工程稳定高效率钙钛矿太阳能电池

(资料图)

钙钛矿太阳能电池的表面钝化虽可提升器件效率，但界面功能不完整仍对长期可靠性构成挑战。

本文东南大学李桂香、厦门大学王露遥、河南大学李萌、伦敦玛丽女王大学Zhe Li和Antonio Abated等人提出一种采用七氟丁酸钠对钙钛矿表面进行全功能化的战略性界面工程方法。七氟丁酸钠作为离子屏蔽层，可调控钙钛矿表面功函数并提高缺陷形成能，从而改善其与电子传输层的界面接触，减少复合损失并增强电子提取能力。研究发现，SHF功能化的钙钛矿表面促进形成均匀致密的C₆₀层，有效阻隔离子扩散并稳定器件结构。基于该策略的p-i-n结构钙钛矿太阳能电池实现了27.02%的光电转换效率(认证效率26.96%，最大功率点跟踪效率26.61%)，1 cm²活性面积的器件效率也达25.95%。

器件在连续1倍太阳光照射下最大功率点运行1200小时后仍保持100%初始效率，并在85°C高温老化1800小时后保持92%初始效率，–40°C至85°C热循环200次后仍保持94%效率。

研究亮点：

全氟分子SHF实现界面多功能集成：SHF兼具全氟疏水链与羧酸头基，可同时钝化表面缺陷、调控功函数、增强C₆₀层致密性，实现“钝化-能级调控-离子阻挡”三合一界面工程。

创纪录效率与大面积器件兼容性：小面积器件效率突破27.02%(认证26.96%)，1 cm²器件效率达25.95%，展示优异的大面积扩展潜力。

极端工况下近乎零衰减的稳定性：连续光照1200小时效率无衰减，高温(85°C)与热循环(–40°C至85°C)下仍保持92%~94%初始效率，具备强工业适用性。

Li, G., Zhang, Z., Agyei-Tuffour, B. et al. Stabilizing high-efficiency perovskite solar cells via strategic interfacial contact engineering. Nat. Photon. (2025).

https://doi.org/10.1038/s41566-025-01791-1

标签： 太阳能电池