鈣鈦礦異質結的合理設計對提升鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)的效率和運行穩(wěn)定性至關重要。然而,傳統(tǒng)方法在納米尺度上精確控制界面相純度及實現(xiàn)共形異質結覆蓋方面面臨挑戰(zhàn)。
本研究香港城市大學朱宗龍、倫敦帝國理工學院Nicholas J. Long和中南大學李博等人提出了一種“軟-軟”相互作用引導策略,通過在有機陽離子溶液中引入二甲基硫醚(DMS)作為軟路易斯堿添加劑,調控鈣鈦礦異質結的形成。所得DMS調控的PSCs實現(xiàn)了高達26.70%的卓越能量轉換效率(PCE),認證效率為26.48%。器件表現(xiàn)出優(yōu)異的工作穩(wěn)定性,在連續(xù)1個太陽光照下(ISOS-L-1協(xié)議)進行2000小時最大功率點跟蹤后,仍保持初始PCE的94%以上。
此外,該“軟-軟”相互作用策略在多種鈣鈦礦組分和配體體系中均具普適性,顯示出其在可擴展、可重復PSC制備中的潛力。
文章亮點:
“軟-軟”相互作用調控異質結形成:利用DMS作為軟路易斯堿,與鈣鈦礦表面的軟酸Pb2?發(fā)生強相互作用,有效延緩低維相形成動力學,提升界面相純度和覆蓋均勻性。
高效且穩(wěn)定的器件性能:實現(xiàn)最高26.70%(認證26.48%)的能量轉換效率,并在連續(xù)光照2000小時后仍保持94%以上的初始效率,顯著提升器件穩(wěn)定性。
廣泛適用性與高重復性:該策略在多種鈣鈦礦組分(如CsFAMA、FA基等)和有機配體(如3F-PEAI、PEAI等)中均有效,器件制備重復性高,標準差低至0.26.
Li, B., Gao, D., Vanin, F. et al.Nanoscale soft interaction-engineered perovskite heterojunctions for highly efficient and reproducible solar cells. Nat Commun16. 9500 (2025).