南京工业大学晁凌锋&夏英东&陈永华AM：破解SnO₂团聚难题！磷酸盐缓冲策略实现钙钛矿电池26.4%高效率与超强稳定性
SnO纳米颗粒溶液是目前制备高效溶液法钙钛矿太阳能电池中电子传输层的重要浆料。本文南京工业大学晁凌锋、夏英东和陈永华等人报道了一种磷酸盐缓冲合成策略，可有效稳定SnO胶体。基于此，钙钛矿太阳能电池实现了26.40%的高能量转换效率，并表现出优异的工作稳定性。精准调控表面化学状态，优化器件性能在弱碱性缓冲条件下，SnO薄膜表面羟基与氧空位达到平衡态，促进电荷提
核心摘要
SnO纳米颗粒溶液是目前制备高效溶液法钙钛矿太阳能电池中电子传输层的重要浆料。本文南京工业大学晁凌锋、夏英东和陈永华等人报道了一种磷酸盐缓冲合成策略，可有效稳定SnO胶体。基于此，钙钛矿太阳能电池实现了26.40%的高能量转换效率，并表现出优异的工作稳定性。精准调控表面化学状态，优化器件性能在弱碱性缓冲条件下，SnO薄膜表面羟基与氧空位达到平衡态，促进电荷提
SnO₂纳米颗粒溶液是目前制备高效溶液法钙钛矿太阳能电池中电子传输层的重要浆料。然而，SnO₂胶体在水溶液中因纳米颗粒间强范德华力而表现出热力学不稳定性，易发生团聚与沉淀。
本文南京工业大学晁凌锋、夏英东和陈永华等人报道了一种磷酸盐缓冲合成策略，可有效稳定SnO₂胶体。该缓冲体系在合成过程中维持稳定pH，动态调控颗粒间静电斥力以抑制团聚并促进均匀分散。该方法可精确调控所得SnO₂薄膜的表面羟基与氧空位浓度，从而促进高效电子传输并减少界面复合。基于此，钙钛矿太阳能电池实现了26.40%的高能量转换效率，并表现出优异的工作稳定性。封装器件在ISOS-L-1、ISOS-L-2和ISOS-O-1标准下分别保持初始效率的99%、84%和95%。
此外，活性面积为12.6 cm²的钙钛矿太阳能模块（5 cm × 5 cm）实现了23.11%的高效率。这些结果凸显了该策略在大面积、高性能光伏模块中的可扩展性与实用潜力。
研究亮点：
- 提出磷酸盐缓冲策略，实现SnO₂胶体的长效稳定通过磷酸盐缓冲体系维持溶液pH稳定，动态调控SnO₂纳米颗粒表面电荷，显著抑制团聚，提升胶体分散性与储存稳定性。
- 精准调控表面化学状态，优化器件性能在弱碱性缓冲条件（PBS-9）下，SnO₂薄膜表面羟基与氧空位达到平衡态，促进电荷提取、降低界面复合，最终使钙钛矿太阳能电池效率提升至26.40%。
- 兼具高效率与高稳定性，具备良好的规模化应用潜力器件在多项稳定性测试中表现优异，且成功制备出效率达23.11%的钙钛矿太阳能模块，展现出该技术在大面积、高性能光伏组件中的实用前景。
T. Pan, W. Yang, B. Ren, et al. “ Stabilizing SnO2 Colloids via Phosphate Buffering for Efficient and Durable Perovskite Photovoltaics.” Adv. Mater. (2025): e18260.
https://doi.org/10.1002/adma.202518260
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文章来源：知光谷
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