在NiOₓ基倒置钙钛矿太阳能电池（PSCs）中，埋底界面工程至关重要，但现有钝化策略多聚焦界面而忽略体相缺陷。

本研究吉林大学王晓峰、东北师范大学杨霖和日本长滨生物科学与技术研究所Shin-ichi Sasaki等人合成了一种含氨基酸末端的稳定游离叶绿素衍生物（丝氨酸焦脱镁叶绿酸-a盐，SPPaX；X = TFA, HCl），并将其引入NiOₓ/钙钛矿界面。得益于在DMF/DMSO中的高溶解度，SPPaX可扩散至钙钛矿前驱体中，优化界面能带弯曲并减少界面缺陷，同时其提供的生长位点促进形成低晶格应变、高取向的钙钛矿薄膜。扩散的SPPaX分子还改善了钙钛矿结晶过程，降低了体相缺陷。

这种界面/体相协同钝化策略使SPPaTFA修饰的PSCs实现了25.54%的冠军效率，并在光照和热应力下表现出优异的长期稳定性。

文章亮点总结

  1. 界面/体相协同钝化：
    叶绿素衍生物SPPaX不仅钝化NiOₓ界面缺陷（如高活性Ni³⁺），还能扩散至钙钛矿体相中钝化晶界缺陷，实现全维度缺陷抑制，显著降低非辐射复合。

  2. 结晶调控与稳定性提升：
    SPPaX的氨基和羧基与钙钛矿相互作用，引导[001]取向生长，减少晶格应变和δ相杂质。SPPaTFA修饰的器件在85℃下1200小时保持90.31%初始效率，连续光照800小时（MPP追踪）效率衰减<10%。

  3. 天然材料的高效应用：
    基于天然叶绿素衍生的SPPaX兼具低成本与优异光电特性（如高载流子迁移率），为工业化生产提供了环保且经济的界面材料选择。

XianZhao Wang, Jun Jiang, Kun Hao, Ziyan Liu, Haoyu Ge, Xinhang Cai, Yuting Song, Lin Yang, Hai Xu, Aijun Li, Yuting Xu, Tsutomu Miyasaka, Shin-ichi Sasaki, Hitoshi Tamiaki, Xiao-Feng Wang, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202504304.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202504304

学术交流QQ群

知光谷光伏器件学术QQ群：641345719

钙钛矿产教融合交流@知光谷（微信群）：需添加编辑微信

为加强科研合作，我们为海内外科研人员专门开通了钙钛矿科创合作专业科研交流微信群。加微信群方式：添加编辑微信pvalley2024、pvalley2019，备注：姓名-单位-研究方向（无备注请恕不通过），由编辑审核后邀请入群。