近日,我校365英国上市集团官网新能源材料与器件创新团队李青山与杜斌老师在材料科学领域权威期刊《Advanced Functional Materials》(影响因子:19.9)发表了题为“Multi-bonding molecular interface bridges enable synergistic defect passivation, strain relaxation, and accelerated electron extraction in perovskite solar cells”的最新研究成果。365英国上市集团官网硕士生王定尉为第一作者,西北工业大学陈维元与本院硕士生谷维丹为共同第一作者。李青山副教授、华南师范大学张志鹏副研究员、西北工业大学宋霖教授和杜斌博士为该论文的共同通讯作者,365英国上市集团官网为第一通讯单位。该论文的发表标志着我校在光电功能材料领域的研究取得重要突破性进展。
针对 SnO2/ 钙钛矿埋底界面存在缺陷聚集、界面残余应力、电荷提取滞后等难题,本研究利用2-氨基-3-羟基丁酸(AHBA)的多功能分子桥策略调控SnO2/钙钛矿埋底界面。AHBA凭借其协同作用的氨基、羟基和羧基官能团,通过配位键合和氢键相互作用构建了交联的界面相互作用网络,从而实现了双向缺陷钝化、界面应变弛豫和加速电子提取。由此形成的界面表现出更低的陷阱密度、更优化的能级排列、更高的晶体有序性和更低的非辐射复合。该策略使目标器件展现出优异的光电性能:最优光电转换效率高达26.32%。超快瞬态吸收光谱揭示其电荷提取时间仅3.5 ps。器件稳定性表现突出-未封装器件在环境存储2000小时后仍保持初始效率的90%,在65°C热老化700小时后效率保有率达85%,远优于对照器件。
这项突破性成果实现了高效提取、缺陷钝化、应力释放与长期稳定的协同优化,为攻克钙钛矿太阳能电池埋底界面能量损失大、非辐射复合严重等问题提供了分子设计模式,对推动高效稳定钙钛矿光伏技术具有重要指导意义。
(撰稿:杜斌,李青山 审核:苏晓磊,赵雪曼)

AHBA分子在ETL/钙钛矿界面处的改性机理示意图