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Nat Commun:功能交联 n⁺型中间层,钙钛矿电池效率直冲 26.34%!

二氧化锡是n-i-p结构钙钛矿太阳能电池中核心的电子传输层材料,但其界面缺陷引发的载流子复合与能级失配问题,严重制约了钙钛矿电池的商业化进程。致密交联的P-DADMAC网络可强化界面机械互锁作用,提升界面附着力与应力耗散能力;同时,P-DADMAC释放的氯离子可协同钝化钙钛矿埋底界面与SnO表面缺陷,诱导形成梯度n型能带弯曲。

肖舟2026/5/11 08:50:48
Nat Commun:功能交联 n⁺型中间层,钙钛矿电池效率直冲 26.34%!

核心摘要

二氧化锡是n-i-p结构钙钛矿太阳能电池中核心的电子传输层材料,但其界面缺陷引发的载流子复合与能级失配问题,严重制约了钙钛矿电池的商业化进程。致密交联的P-DADMAC网络可强化界面机械互锁作用,提升界面附着力与应力耗散能力;同时,P-DADMAC释放的氯离子可协同钝化钙钛矿埋底界面与SnO表面缺陷,诱导形成梯度n型能带弯曲。

二氧化锡(SnO₂)是 n-i-p 结构钙钛矿太阳能电池(PSCs)中核心的电子传输层材料,但其界面缺陷引发的载流子复合与能级失配问题,严重制约了钙钛矿电池的商业化进程。

本研究中国科学院苏怀刚和青岛科技大学周忠敏等人在 SnO₂/ 钙钛矿界面引入可聚合的二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC),构建了多功能聚合物中间层。致密交联的 P-DADMAC 网络可强化界面机械互锁作用,提升界面附着力与应力耗散能力;同时,P-DADMAC 释放的氯离子(Cl⁻)可协同钝化钙钛矿埋底界面与 SnO₂表面缺陷,诱导形成梯度 n⁺型能带弯曲。这种能带工程策略将异质结能级偏移量降低 0.24 eV,实现高效电荷提取并最小化非辐射损失。

最终,n-i-p 结构器件光电转换效率(PCE)达 26.34%,填充因子(FF)85.84%(认证效率 26.27%);25 cm² 模组(有效面积 14 cm²)PCE 达 22.03%。该工作为高性能光伏器件的界面多功能化设计提供了全新范式。

研究亮点:

  • 界面多功能一体化设计
  • 效率与填充因子双突破
  • 稳定性大幅提升

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Zhang, J., Yan, W., Peng, C. et al.Highly efficient and stable perovskite photovoltaics enabled by multifunctional crosslinked n+-type interlayer. Nat Commun(2026).

https://doi.org/10.1038/s41467-026-72793-y

绿色转型不是简单的成本投入,而是面向未来竞争力的一次系统升级。

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文章来源:知光谷

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