王照奎&娄艳辉Angew：费米能级调控的界面配置技术破解锡基钙钛矿光伏器件瓶颈

主要内容

锡基钙钛矿太阳能电池（TPSCs）凭借环境友好特性与高理论效率，成为无铅光伏技术领域的研究热点。然而，受限于薄膜结晶质量欠佳及界面能级失配等关键瓶颈，其当前光电转换效率仍显著低于铅基钙钛矿器件。在倒置结构 TPSCs 中，传统空穴传输材料聚 (3,4 - 乙烯二氧噻吩)- 聚 (苯乙烯磺酸盐)（PEDOT:PSS）与钙钛矿活性层之间存在能级匹配不理想的问题，易导致载流子界面积累与非辐射复合，严重制约器件性能提升。

为此，苏州大学王照奎教授、娄艳辉研究员团队设计并合成了一种含末端甲硫基的咔唑基膦酸自组装单分子层（SAM），创新性地将其引入 PEDOT:PSS 与钙钛矿活性层之间，构建了 “SAM 修饰型复合空穴传输层” 结构。该结构通过甲硫基与钙钛矿表面原子的特异性桥连作用，不仅实现了界面的紧密接触与缺陷钝化，还精准优化了能级匹配，有效抑制了载流子复合损耗，同时显著提升了空穴提取与传输效率。最终，基于该策略优化后的 TPSCs 器件，光电转换效率（PCE）达到 15.11%，且在多种工况条件下展现出优异的运行稳定性。

王照奎、娄艳辉团队的这项研究，为无铅钙钛矿器件的界面费米能级调控与缺陷工程提供了全新思路，不仅为高性能 TPSCs 的研发奠定了关键技术基础，更对推动环境友好型钙钛矿光伏技术的产业化进程具有重要意义。

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