AEM：六氟環三磷腈配體實現陽離子均勻分布，器件效率超26%

Cs?FA???PbI?基鈣鈦礦太陽能電池普遍存在Cs-FA陽離子分布不均的問題，導致結晶缺陷并降低器件性能。

本文河南理工大學張聰、復旦大學李海云和江西理工大學Liang Xu等人設計了一種高電負性的六氟環三磷腈配體用于調控鈣鈦礦薄膜形成過程。其多氟官能團可精確控制結晶動力學，制備出具有高載流子遷移率的高質量鈣鈦礦薄膜。關鍵在于，HFPN能將FA?錨定于薄膜底部，實現面外陽離子均勻分布，并消除鈣鈦礦層內的殘余拉伸應力。所得無MA/Br器件實現了26.55%的功率轉換效率，大面積（1 cm2）器件效率達24.67%，且滯后效應可忽略。

器件在模擬AM 1.5光照下連續最大功率點跟蹤1251小時后，仍保持>95%的初始效率；在濕熱條件（85°C、85% RH）下1046小時后亦保持95%以上效率。

研究亮點：

1. 陽離子錨定與均勻化：HFPN通過氫鍵將FA?錨定于鈣鈦礦薄膜底部界面，有效調控Cs?與FA?的縱向分布，實現全膜層陽離子均勻化，顯著降低缺陷密度。

2. 應變釋放與結晶調控：HFPN增強埋底界面剛性，消除因基底與鈣鈦礦熱膨脹失配引起的殘余應力，同時調控成核與生長動力學，獲得高結晶度、大晶粒薄膜。

3. 高效率與高穩定性兼得：改性器件實現26.55%的高效率（0.09 cm2），并在無封裝條件下于MPPT運行1251小時后仍保持95%以上效率，展現出優異的操作穩定性與濕熱耐受性。

C. Gong, K. Li, C. Zhang, H. Li, and L. Xu, “ Bottom Anchoring Enables Uniform Cations and Strain-Free Crystallization for Efficient and Stable Inverted Perovskite Solar Cells.” Advanced Energy Materials (2025): e05163.

https://doi.org/10.1002/aenm.202505163

學術交流QQ群

知光谷光伏器件學術QQ群：641345719

鈣鈦礦產教融合交流@知光谷（微信群）：需添加編輯微信

為加強科研合作，我們為海內外科研人員專門開通了鈣鈦礦科創合作專業科研交流微信群。加微信群方式：添加編輯微信pvalley2024，備注：姓名-單位-研究方向（無備注請恕不通過），由編輯審核后邀請入群。