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华北电力大学黄浩&李美成Nat Commun: 界面静电斥力抑制碘离子迁移,提升钙钛矿太阳能电池反向偏压稳定性_今日热议

2025-12-15 19:02:49 KE科日光伏网

【资料图】

钙钛矿太阳能电池(PSCs)在湿度、光照和高温等条件下的稳定性已取得显著进展，但仍面临反向偏压下的衰减问题，其主要原因在于碘离子(I⁻)的不可逆迁移。

本文华北电力大学黄浩和李美成等人揭示了PSCs在反向偏压下的I⁻跨层迁移机制，并提出通过在钙钛矿界面引入4.4",4"",4"""-甲烷四基四苯磺酸(TFMS)分子，构建与I⁻之间的静电斥力，以非键合方式抑制其反向偏压下的迁移。同时，TFMS还能阻断空穴注入，减少界面I⁻的氧化。优化后的器件在TiO₂作为电子传输层(ETL)时效率达25.80%，在SnO₂作为ETL时达26.21%(认证效率26.09%)。

更重要的是，器件在经历25个偏压老化循环(0 V/-1 V/0 V，每阶段12小时)后仍保持>80%的初始效率，反向偏压稳定性显著提升。

研究亮点：

首创界面静电斥力策略：通过TFMS分子在钙钛矿界面构建与碘离子的静电斥力，以非键合、可逆方式抑制反向偏压下的离子跨层迁移。

效率与稳定性同步提升：在TiO₂和SnO₂两种ETL体系中均实现效率提升(最高认证效率26.09%)，并显著增强器件的反向偏压、湿热及紫外稳定性。

强抗反向击穿能力：器件击穿电压最高达-28.11 V，为单结钙钛矿电池中报道的较高值，有效预防实际应用中因反向击穿导致的器件失效。

Lan, Z., Yang, Y., Huang, H. et al. Interfacial electrostatic repulsion inhibits iodide ion migration for enhancing reverse-bias stability of perovskite solar cells. Nat Commun (2025).

https://doi.org/10.1038/s41467-025-66224-7

关键词太阳能电池

华北电力大学黄浩&李美成Nat Commun: 界面静电斥力抑制碘离子迁移,提升钙钛矿太阳能电池反向偏压稳定性_今日热议

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