Nat. Photon.：動態應變調控讓鈣鈦礦電池“活得更久”，效率與穩定兼得

鈣鈦礦光伏的商業化面臨環境應力（如光照、濕度和熱量）下器件性能退化的嚴峻挑戰，這是其產業應用的核心瓶頸。

本文青島科技大學周忠敏、中科院青島生物能源與過程研究所逄淑平、上海交通大學王言博和東南大學李崇文等人提出了一種針對鈣鈦礦太陽能電池埋底界面的構象工程策略，基于從1,1-二苯乙烯（DPE）逐步演化為1-辛基-2-(1-苯基乙烯基)苯（OPVB）和二乙氨基羥基苯甲酰己基苯甲酸酯（DHHB）的添加劑結構設計。我們解耦了添加劑的多種功能貢獻，包括紫外屏蔽、應變調控和化學鈍化。結合原位表征，我們揭示了在光暗循環過程中，動態界面應變調控在提升器件穩定性方面起主導作用。我們制備的器件在0.09 cm2和20.5 cm2有效面積上分別實現了26.47%和22.67%的光電轉換效率。

在最大功率點跟蹤測試中，小面積器件在ISOS-L-II（持續光照）下1132小時后保持初始效率的96.2%，在ISOS-LC-1（12小時晝夜循環）下348小時后保持88.8%。本研究通過構象工程驅動的多功能策略，為開發穩定高效的鈣鈦礦太陽能電池建立了創新的設計范式。

研究亮點：

1. 多功能分子設計：通過構象工程逐步構建具有紫外屏蔽、應變調控與化學鈍化三重功能的DHHB分子，實現埋底界面性能的協同優化。

2. 動態應變調控機制：首次揭示光暗循環中界面應變的動態變化規律，闡明其如何抑制缺陷形成與離子遷移，顯著提升器件長期穩定性。

3. 高效與高穩定性兼備：小面積器件效率突破26.47%，大面積模塊（20.5 cm2）效率達22.67%，并在ISOS標準測試中表現出優異的耐久性（T?? > 3,434小時）。

Zhang, J., Yan, W., Li, Z. et al. In situ dynamic regulation of strain at the buried interface of stable perovskite solar cells. Nat. Photon. (2025).

https://doi.org/10.1038/s41566-025-01808-9

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