劉宗豪&陳煒&Park最新NE：溶劑化中間體驅(qū)動的鹵化鉛鈣鈦礦表面轉(zhuǎn)化

已報道的倒置結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池經(jīng)認(rèn)證的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)效率鮮少超過26%，主要歸因于界面能級失配和缺陷介導(dǎo)的非輻射復(fù)合。

本研究華中科技大學(xué)劉宗豪、陳煒和韓國成均館Nam-Gyu Park等人提出一種表面相變策略，通過在溶解有哌嗪二碘化物的異丙醇溶液中引入微量N-甲基吡咯烷酮，以緩解上述問題。我們發(fā)現(xiàn)，NMP在處理階段誘導(dǎo)鈣鈦礦表面形成獨特的結(jié)晶路徑，使其從溶劑化中間相直接轉(zhuǎn)變?yōu)棣料噔}鈦礦，繞過了傳統(tǒng)的δ中間相→α相路徑，從而提升了鈣鈦礦表面的結(jié)晶性并減少了接觸損耗。此外，NMP增強了PDI與鈣鈦礦之間的相互作用，進(jìn)一步優(yōu)化了界面能帶對齊。

基于此，我們實現(xiàn)了單結(jié)PSC、迷你組件及全鈣鈦礦疊層電池的認(rèn)證效率分別達(dá)到26.87%（穩(wěn)態(tài)效率）、23.00%和29.08%。在65°C空氣環(huán)境中、1個太陽光照下進(jìn)行最大功率點追蹤2500小時后，器件仍保持初始效率的96%。

研究亮點：

文章亮點總結(jié)

1. 表面相變新機制：通過微量NMP調(diào)控鈣鈦礦表面結(jié)晶路徑，繞過傳統(tǒng)δ中間相，直接從溶劑化中間相轉(zhuǎn)變?yōu)棣料啵@著提升表面結(jié)晶質(zhì)量與界面能級對齊。

2. 效率全面突破：單結(jié)電池認(rèn)證效率達(dá)26.87%，迷你組件達(dá)23.00%，全鈣鈦礦疊層電池達(dá)29.08%，均為當(dāng)前領(lǐng)域最高認(rèn)證效率之一。

3. 優(yōu)異穩(wěn)定性表現(xiàn)：在65°C、1個太陽光照下連續(xù)運行2500小時后，器件效率仍保持96%，展現(xiàn)出卓越的光熱穩(wěn)定性與商業(yè)化潛力。

Liu, S., Miao, T., Wang, J. et al. Solvated-intermediate-driven surface transformation of lead halide perovskites. Nat Energy (2025).

https://doi.org/10.1038/s41560-025-01912-8

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