对钙钛矿太阳能电池中异质界面分层问题的研究解决

近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员杨栋和研究员刘生忠团队在研究软性大规模钙钛矿太阳能电池异质界面分层问题时取得了新的进展。相关成果发表在《先进材料》上。

软钙钛矿太阳能电池已经成为学术界和工业界普遍关注的焦点，因为它们在智能交通系统、建筑集成光伏、可穿戴电子商品等诸多领域的应用潜力。然而，目前，软钙钛矿太阳能电池的商业化进程面临挑战。主要问题是钙钛矿层与软基板之间的附着力不足，直接导致设备在机械性能上存在明显缺陷，严重阻碍了其大规模商业应用。

本工作基于软钙钛矿太阳能电池商业化发展的考验，提出了解决钙钛矿层与软基板之间附着力不足的创新双面连接策略。通过优化异质界面分层、钙钛矿层埋底缺陷、二氧化锡层表面缺陷、钙钛矿层与二氧化锡层之间的物理接触强度等，该策略提高了其复杂的电气效应，从而提高了设备的综合性能。通过引入新的两面连接剂，团队增强了二氧化锡/钙钛矿层页面的附着力，解决了界面分层的问题。通过第一原理计算多级试验，验证了两面连接剂在提高设备性能方面的显著作用。实验结果表明，连接剂的独特化学性能可以有效促进分子间的相互作用，实现稳定吸附，同时在二氧化锡传输层基础上牢固固定钙钛矿层，增强设备的机械连接性。即使软件发生机械变形，这种坚固的机械异质界面也能为电子接触、高效电荷提取和跨界面电子传输提供稳定可靠的保障。

这种性能优化措施不仅提高了软钙钛矿器件的机械稳定性，而且有效减少了埋底界面的缺陷，优化了能级匹配。该团队利用这种两面连接器，实现了21.82%的软大型太阳能部件效率。

另外，大型软件显示出优异的机械灵活性，经过6000次弯曲循环老化试验，仍然可以保持96.56%的初始效率，证实了两侧连接器在各种实际应用中的重要潜力。