西工大陈睿豪&王洪强EES: 协同阳离子-阴离子调控构建稳健界面实现高效稳定倒置钙钛矿太阳能电池

钙钛矿太阳能电池因其优异的光电转换效率和简单的制备工艺而备受关注，但在光照和高温等运行条件下的稳定性不足仍是其商业化应用的主要障碍。钙钛矿界面处的未配位离子及其不稳定的对应离子不仅导致效率衰减，还会引发严重的离子迁移，诱发相分离和薄膜分解。

本研究西北工业大学陈睿豪和王洪强等人提出并实验验证了一种可同时锚定阳离子和阴离子缺陷的界面修饰策略，以4.5-二氰基咪唑为例，实现了对未配位离子缺陷的协同钝化，并同步固定相邻对应离子。DCI修饰有效抑制了离子迁移和相分离，使钙钛矿层由拉伸应力转变为压缩状态，最终使器件实现了26.10%的冠军效率(认证25.53%)。

未封装器件在最大功率点连续运行1600小时后仍保持95%以上的初始效率，并在12次光暗循环测试中几乎无衰减，在85℃氮气环境中2000小时后仍保持98.2%的初始效率。

研究亮点：

协同阳离子-阴离子双钝化机制：DCI分子通过氰基与Pb²⁺配位、氨基与Γ形成氢键，实现对阳离子与阴离子缺陷的同时锚定，有效抑制离子迁移与相分离。

应力调控与晶格稳定性提升：DCI修饰使钙钛矿薄膜由拉伸应力转变为压缩状态，显著降低缺陷密度，提升结构稳定性。

高效率与卓越稳定性兼具：器件效率达26.10%(认证25.53%)，并在连续光照、光暗循环及高温环境下均表现出优异的长期稳定性。

Robust Interfaces via Synergistic Cation-Anion Manipulation for Highly Efficient and Stable Inverted Perovskite Solar Cells

H. Lu, Y. Yang, R. Chen, Z. Dai, Y. Liu, S. Wan, J. Sun, D. Kadyrma, A. Dosmukhambetovab, Y. Mukhametkarimov, Z. Liu and H. Wang, Energy Environ. Sci., 2025. Accepted Manuscript ,

DOI: 10.1039/D5EE04111B

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/ee/d5ee04111b