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钙钛矿太阳能电池（PSCs）在光伏性能方面取得了显著进展，这主要得益于界面工程的进步。电子传输层与钙钛矿层之间的埋藏界面尤为关键，因为它直接影响钙钛矿的结晶和残余应力的形成。

本研究华中科技大学梅安意等人通过使用富含极性氧原子的长链分子十二乙二醇（DEG）重构基于TiO₂/ZrO₂/碳三介孔支架的可印刷介观钙钛矿太阳能电池（p-MPSCs）的埋藏界面，从而提升器件性能。DEG处理优化了三层支架的润湿性序列，改善了TiO₂表面的润湿性，促进了钙钛矿在底层TiO₂层的优先结晶。此外，DEG层有效缓冲了残余应变并抑制了界面有害缺陷。

最终，优化后的p-MPSCs实现了20.27%的功率转换效率（PCE），并在最大功率点跟踪下连续运行500小时后仍保持初始PCE的92%以上。

文章亮点总结：

  1. 润湿性序列优化：通过DEG处理，调控了三介孔层（TiO₂/ZrO₂/碳）的润湿性顺序（TiO₂ > ZrO₂ > 碳），促进钙钛矿在TiO₂层的优先结晶，实现自下而上的结晶路径，显著提升界面接触质量。

  2. 界面应变缓冲：DEG层作为应变缓冲剂，有效缓解了钙钛矿与基底之间的热膨胀系数不匹配导致的残余应力，减少了界面缺陷，增强了器件稳定性。

  3. 高效稳定器件：优化后的p-MPSCs实现了20.27%的高效率，并在500小时连续运行后保持92%以上的初始性能，展现了优异的长期稳定性。

Y. Cheng, J. Xiang, X. Li, G. Zhang, M. Xia, C. Han, Z. Zheng, L. Chen, K. Chen, Y. Ma, J. Qi, A. Mei, H. Han, Wettability Sequence Optimization and Interface Strain Buffering in Triple Mesoporous Layer-Based Printable Perovskite Solar Cells for Enhanced Performance. Adv. Mater. 2025, 2413151.

https://doi.org/10.1002/adma.202413151


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