摘要：2024年12月6日，新加坡国立大学侯毅教授在国际顶级期刊Nature Energy发表题为《Determining the bonding–degradation trade-off at heterointerfaces for increased eff

钙钛矿和电荷传输层之间的异质界面对钙钛矿太阳能电池（PSCs）的耐用性构成了主要限制，这主要是由于复杂且相互冲突的化学和机械相互作用。

2024年12月6日，新加坡国立大学侯毅教授在国际顶级期刊Nature Energy发表题为《Determining the bonding–degradation trade-off at heterointerfaces for increased efficiency and stability of perovskite solar cells》的研究论文，Jinxi Chen、Xi Wang、Tao Wang为论文共同第一作者，侯毅教授为论文通讯作者。

侯毅，新加坡国立大学（NUS）化学和生物分子工程系教授。在德国University of Erlangen-Nuremberg获得博士学位，2019-2020年在斯坦福大学从事博士后研究，导师：鲍哲南教授；曾作过多次海外大学的访问学者；目前任职于新加坡国立大学。

侯毅教授课题组的研究主要集中在钙钛矿基串联太阳能电池的材料、组装和设备创新，多次打破太阳能电池的世界记录。

在这里，作者介绍了一种有效的脱粘技术，可以彻底分析PSCs晶体生长和老化阶段的异质界面行为。

作者的分析揭示了界面键合（断裂能范围从~2.49 J m−2到~0.38 J m−2）、质子转移相互作用和降解之间的强相关性，突出了PSCs中机械稳定性和化学稳定性之间的关键权衡。

为了解决这些稳定性挑战，作者混合了Me-4PACz和DCZ-4P分子，引入了额外的膦酸锚定基团以增强金属氧化物和钙钛矿界面的结合。

该器件效率高达25.6%，在ISOS-L-1I和ISOS-D-2I标准协议下进行1,000小时测试后，仍保留了90%的初始性能。在热循环条件下，这种PSC在500个循环中保持了95%的效率，超过了IEC 61215和ISOS-T-3I的标准。

图1：脱粘技术与界面粘结方法学

图2：钙钛矿脱粘后的可视化表征

图3：界面化学反应特征

图4：异质界面特性与钙钛矿太阳能电池性能

综上，这篇论文研究了钙钛矿太阳能电池中钙钛矿与电荷传输层之间的异质界面，揭示了界面键合与降解之间的权衡关系，并开发了一种有效的脱粘技术来分析这些界面在晶体生长和老化阶段的行为。研究团队通过引入含有额外磷酸锚定基团的分子来增强金属氧化物和钙钛矿界面的键合，同时减少不利的化学反应，从而提高了钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性。

该研究实现了25.6%的高效率，并在国际标准测试下展现出了卓越的稳定性，这对于钙钛矿太阳能电池的商业化和实际应用具有重要意义，能够提高钙钛矿太阳能电池的性能和可靠性，使其能够在更广泛的环境条件下稳定运行，进一步推动可再生能源技术的发展。

Chen, J., Wang, X., Wang, T.et al. Determining the bonding–degradation trade-off at heterointerfaces for increased efficiency and stability of perovskite solar cells. Nat Energy (2024).

来源：MS杨站长