鈣鈦礦太陽能電池因其優異的光電轉換效率和簡單的制備工藝而備受關注，但在光照和高溫等運行條件下的穩定性不足仍是其商業化應用的主要障礙。鈣鈦礦界面處的未配位離子及其不穩定的對應離子不僅導致效率衰減，還會引發嚴重的離子遷移，誘發相分離和薄膜分解。

本研究西北工業大學陳睿豪和王洪強等人提出并實驗驗證了一種可同時錨定陽離子和陰離子缺陷的界面修飾策略，以4.5-二氰基咪唑為例，實現了對未配位離子缺陷的協同鈍化，并同步固定相鄰對應離子。DCI修飾有效抑制了離子遷移和相分離，使鈣鈦礦層由拉伸應力轉變為壓縮狀態，最終使器件實現了26.10%的冠軍效率(認證25.53%)。

【資料圖】

未封裝器件在最大功率點連續運行1600小時后仍保持95%以上的初始效率，并在12次光暗循環測試中幾乎無衰減，在85℃氮氣環境中2000小時后仍保持98.2%的初始效率。

研究亮點：

協同陽離子-陰離子雙鈍化機制：DCI分子通過氰基與Pb2?配位、氨基與Γ形成氫鍵，實現對陽離子與陰離子缺陷的同時錨定，有效抑制離子遷移與相分離。

應力調控與晶格穩定性提升：DCI修飾使鈣鈦礦薄膜由拉伸應力轉變為壓縮狀態，顯著降低缺陷密度，提升結構穩定性。

高效率與卓越穩定性兼具：器件效率達26.10%(認證25.53%)，并在連續光照、光暗循環及高溫環境下均表現出優異的長期穩定性。

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