方国家最新AFM：磺酸盐锚定二钾盐诱导界面离子再分布实现PSCs高效埋底界面工程

巨力光电

2026-07-22 15:46 ·北京

两步连续沉积工艺制备的钙钛矿太阳能电池（PSCs）普遍存在隐埋电子传输层/钙钛矿界面问题：界面缺陷大量累积、能级匹配失衡，诱发严重非辐射复合，显著拖累器件光电性能。针对这一关键瓶颈，武汉大学方国家、安徽大学任信钢与陈志亮等人采用双功能甲烷二磺酸钾（DPMDS）作为离子中间层，同步调控隐埋界面电子结构与钙钛矿结晶行为。

DPMDS的磺酸盐基团（–SO₃⁻）能够与SnO₂表面配位不饱和Sn⁴⁺强配位，有效钝化氧空位缺陷，并诱导形成正向界面偶极子，优化能级匹配、加速电荷抽取；体系中部分K⁺向钙钛矿层迁移重分布，调控结晶动力学，实现晶粒长大、薄膜缺陷密度降低。配位作用诱导的界面偶极效应与钾离子再分配协同起效，同步优化界面能级、改善载流子输运、提升钙钛矿结晶质量，大幅抑制非辐射复合损耗。

依托多重协同调控机制，改性器件最优光电转换效率达25.76%，开路电压1.184V；器件在干燥环境储存3000h后，效率仍维持初始值80%以上。该研究构建了高效隐埋界面工程方案，阐明离子中间层兼具界面电子调控与结晶调控的独特优势，为研发高效率、高稳定性钙钛矿太阳能电池提供了新思路与通用设计范式。