10月14日消息,一项发布于ChemRxiv的研究报道了钙钛矿太阳能电池界面钝化的新策略:利用富溴钙钛矿纳米晶与三维钙钛矿薄膜之间的自驱动固态卤素交换,一步实现界面缺陷钝化,将电池光电转换效率(PCE)从对照的20.13%提升至22.19%(相对提升约10%)。

技术痛点在于:金属卤化物钙钛矿电池效率虽已突破26%,但溶液法加工的杂化钙钛矿薄膜普遍存在表面与界面缺陷驱动的非辐射复合和离子迁移,制约器件性能、填充因子和长期稳定性。

该研究的策略是"以钙钛矿修钙钛矿":在3D钙钛膜表面沉积富溴(Br-rich)钙钛矿纳米晶,纳米晶与薄膜之间自发进行固态卤素交换,形成表面梯度异质结。效果有三重:钝化关键的碘空位缺陷、抑制离子迁移、优化电荷提取。器件数据方面,改性后短路电流密度(Jsc)提升约5%,填充因子提升至75.3%,共同驱动PCE达到22.19%。

工艺价值在于简单与可扩展:处理为单一步骤,无需复杂真空设备,与卷对卷及大面积涂布路线兼容,为高通量钙钛矿组件制造中的界面工程提供了候选项。行业背景下,钙钛矿叠层与单结技术正处在从中试线走向量产的关键期,界面钝化方案的良率与成本直接决定组件竞争力。该论文为预印本,数据未经同行评审,长期稳定性结果亦待验证。 (来源:ChemRxiv)