陜師大向萬春AFM：42.6%效率新紀(jì)錄@室內(nèi)光！雙缺陷鈍化助力倒置鈣鈦礦太陽能電池

主要內(nèi)容

無機鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）憑借其優(yōu)異的光熱穩(wěn)定性及與硅基電池疊層集成的潛力，成為下一代光伏技術(shù)的有力競爭者。然而，倒置結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池（Inverted PSCs）因鈣鈦礦表面缺陷密集、功能層與鈣鈦礦能級失配等問題，導(dǎo)致其光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）仍落后于傳統(tǒng)n-i-p結(jié)構(gòu)器件。

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雙功能界面鈍化策略：BIEE分子的缺陷靶向修復(fù)

針對倒置鈣鈦礦太陽能電池中鉛（Pb）缺陷密集與鹵素空位誘導(dǎo)的非輻射復(fù)合問題，研究團隊提出一種雙功能界面鈍化策略：通過引入1,2-雙（2-碘乙氧基）乙烷（BIEE）分子，同步實現(xiàn)缺陷鈍化與空位填充。理論計算與實驗表征揭示，BIEE分子中的氧原子通過強配位作用錨定欠配位Pb2?，有效抑制深能級缺陷形成；碘離子則定向占據(jù)鹵素空位，阻斷離子遷移通道并減少載流子復(fù)合損失。該機制不僅優(yōu)化了功能層與鈣鈦礦的界面能級排列，還將缺陷密度從1013 cm?3降至1011 cm?3量級，為高效電荷傳輸?shù)於ɑA(chǔ)。

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效率與穩(wěn)定性雙突破：倒置PSCs性能創(chuàng)紀(jì)錄

基于BIEE界面修飾策略，團隊制備的倒置CsPbI???Br? PSCs在標(biāo)準(zhǔn)AM1.5G光照下實現(xiàn)21.9%的認(rèn)證效率，并在室內(nèi)LED照明（1000 lux，281 μW cm?2）條件下以42.6%的效率創(chuàng)下同類器件室內(nèi)光伏效率新高。穩(wěn)定性測試進一步驗證其可靠性：未封裝器件在環(huán)境空氣（25°C，30% RH）中老化1250小時后仍保持93.2%的初始效率；在氮氣手套箱中經(jīng)1170小時連續(xù)**功率點（MPP）跟蹤后，效率衰減僅4.2%，展現(xiàn)出**的長期運行穩(wěn)定性。這一成果解決了倒置結(jié)構(gòu)長期面臨的效率-穩(wěn)定性矛盾，為實用化器件開發(fā)提供關(guān)鍵技術(shù)路徑。

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分子工程新范式：推動鈣鈦礦電池商業(yè)化進程

該研究通過分子設(shè)計精準(zhǔn)調(diào)控界面缺陷態(tài)，首次在倒置結(jié)構(gòu)中同時實現(xiàn)鉛缺陷鈍化與鹵素空位動態(tài)修復(fù)，為鈣鈦礦太陽能電池的界面工程提供了新范式。其創(chuàng)新性的雙功能分子修飾策略不僅提升了器件性能，還顯著增強了環(huán)境穩(wěn)定性，降低了對封裝工藝的依賴，為低成本、大規(guī)模生產(chǎn)鋪平道路。研究結(jié)果對推動倒置鈣鈦礦電池在建筑一體化光伏、柔性電子及物聯(lián)網(wǎng)能源供應(yīng)等領(lǐng)域的商業(yè)化應(yīng)用具有重要意義，標(biāo)志著鈣鈦礦技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化邁出關(guān)鍵一步。