南航趙曉明AEM：調控配體吸電子效應設計配體反應性以實現戶外穩定的鈣鈦礦太陽能電池與組件

2D/3D鈣鈦礦異質結構提升了鈣鈦礦太陽能電池的性能。然而，在光照和持續加熱條件下，2D/3D界面處的離子擴散影響了器件的穩定性和可擴展性。

本文南京航空航天大學趙曉明等人研究了芳香銨配體的吸電子強度對鈣鈦礦界面穩定性的影響。我們通過在雜環中引入氧原子調控配體的吸電子能力，發現具有最強吸電子能力的配體有效抑制了2D相的形成，同時阻止了陽離子互擴散并最大化缺陷鈍化效果，優于傳統的2D/3D策略。最終，我們在0.16 cm2實驗室電池和809 cm2工業組件中分別實現了26.1%和19.1%的光電轉換效率。

封裝后的組件表現出優異的濕熱穩定性（85°C/85%相對濕度）和運行耐久性，分別在2500小時和3000小時后效率損失小于10%。此外，組件在30天戶外運行中保持穩定的功率輸出，顯示出其在實際應用中的潛力。

研究亮點：

1. 配體吸電子能力調控界面穩定性：通過雜環中氧原子數量的增加，系統調控芳香銨配體的吸電子能力，最強吸電子配體ABDI有效抑制2D相形成并阻止離子互擴散。

2. 高效且可擴展的器件性能：在0.16 cm2小面積電池中實現26.1%的效率，在809 cm2大面積組件中實現19.1%的效率，展現出優異的可擴展性。

3. 卓越的戶外穩定性：組件在濕熱測試和持續運行條件下均保持90%以上初始效率，30天戶外實測中性能幾乎無衰減，具備工業化應用潛力。

X. Sun, P. Xu, X. Li, et al. “ Engineering the Ligand Reactivity through Tailored Electron-Withdrawing Effects for Outdoor-Stable Perovskite Solar Cells and Modules.” Advanced Energy Materials (2025): e04572.

https://doi.org/10.1002/aenm.202504572

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