上海交大团队在共沉积倒置钙钛矿太阳能电池中实现27.03%认证效率，为该架构全球最高纪录

B910化工消息：6月3日消息，上海交通大学和山东师范大学联合团队在Nature Communications发表研究论文，报告在共沉积倒置钙钛矿太阳能电池中实现27.03%的认证光电转换效率（准稳态26.50%），刷新该架构的全球最高效率纪录。

该研究的核心挑战在于：在倒置（p-i-n）钙钛矿电池的制造中，自组装分子（SAM）常被用作空穴选择性接触材料。但在共沉积工艺中，将SAM直接混入钙钛矿前驱体溶液时，SAM分子倾向于发生自聚集，导致界面覆盖不均匀，严重限制器件性能。

通讯作者陈春超团队提出了双管齐下的策略。首先，研究团队设计了一种非对称SAM分子——PhBr-4PACz。该分子引入了体积较大的苯环和溴取代基，通过空间位阻效应抑制平面分子之间的面对面π-π堆叠，从而有效防止SAM的自聚集。在钙钛体结晶过程中，PhBr-4PACz能够自发向底界面迁移并在埋底界面富集，显著改善了界面附着力和覆盖均匀性。XPS、C-AFM和剥离测试均证实了这一效果。

其次，团队引入了可交联离子液体1-烯丙基-3-乙烯基咪唑氯化物（AVIMCl）作为晶界交联添加剂。AVIMCl渗透至钙钛矿晶界并在低温下发生原位交联反应，不仅减少了残余应力，还几乎完全抑制了SAM沿晶界向上的扩散——ToF-SIMS三维剖面分析确认了这一效果。这一机制对于高温长期稳定性尤为重要。

最终器件结构为FTO/钙钛矿(PhBr-4PACz)/AVIMCl/PCBM/BCP/Cu。除FTO基底上的27.03%效率外，该策略在ITO基底上实现了26.55%的效率，在柔性PET/ITO基底上达到25.03%，在8.905平方厘米的迷你组件上获得23.68%的效率。

在稳定性方面，未封装器件在85°C下老化2000小时后保持初始效率的90%以上；在65°C最大功率点跟踪2000小时后保持96.6%的效率。这些数据表明，通过晶界交联策略可有效解决SAM在热应力下的迁移问题。

在当前钙钛矿太阳能电池领域，27%效率是一个关键门槛，已接近单晶硅电池约27.3%的理论-实验基准线。近期全球多家实验室在这一水平附近竞争，包括南开大学报告的27.17%、中国科学院的27.2%以及SolaEon的27.87%。上海交大团队的独特贡献在于，这是共沉积倒置架构下实现的最高效率，而该工艺路线因制程简化、兼容卷对卷生产等优势，被认为是钙钛矿产业化最具前景的技术方向之一。

陈春超表示，团队下一步计划将共沉积策略扩展到大面积组件制造，并适配狭缝涂布和刮刀涂布等工业级涂覆技术，同时进一步优化SAM和交联剂设计以提升开路电压、降低复合损失。 （来源：PV Magazine）