西安交通大学梁超 AM: 26.34%！21.94%@69 cm2!电荷极化可调界面助力效率与稳定性飞跃！

      界面处的局域电荷以及由不兼容底层所导致的界面损失是限制钙钛矿太阳能电池（PSCs）效率提升和市场整合的关键因素。

基于此，西安交通大学杨生春、梁超等人提出了一种新的界面化学调控策略，该策略涉及吡哆胺（PM）的胺基与[4-(3,6-二甲基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸（Me-4PACz）的膦酸锚定基团之间的质子转移，同时通过带相反电荷分子之间的静电吸引增强电荷离域。Me-4PACz-PM电荷极化界面能够调节氧化镍（NiOx）的电荷态以及埋底界面处的配位环境，从而增强p型导电性并实现更匹配的能带排列。此外，NiOx/Me-4PACz-PM底层的高覆盖度和良好润湿性有助于高质量钙钛矿薄膜的沉积，释放晶格应变并减少陷阱辅助的非辐射复合。得益于这种电荷极化可调界面的实施，小面积器件和面积为69 cm²的模组分别实现了26.34%（认证效率25.48%）和21.94%（认证效率20.50%）的光电转换效率（PCE），且未封装器件在ISOS-L-1协议下老化2000小时以及在ISOS-D-1协议下老化1500小时后，仍保持初始PCE的约90%。该论文近期以“Charge Polarization Tunable Interfaces for Perovskite Solar Cells and Modules”为题发表在期刊Advanced Materials上。

        总之，作者等人提出了一种基于Me-4PACz分子层面的化学微调策略，实现了具有优异接触特性和强电荷极化的偶极界面。具体而言，Me-4PACz的-PO(OH)₂锚定基团与PM的胺基发生质子转移，打破了Me-4PACz的原始对称性，相反电荷分子之间的静电吸引诱导了有利的电荷离域。所获得的Me-4PACz-PM电荷极化界面优化了电荷分布，改善了Ni配位环境，增加的Ni空位显著提升了p型导电性并获得了更有利的能带排列。此外，高覆盖度且润湿性良好的Me-4PACz-PM底层释放了薄膜内的晶格应变，有效提升了钙钛矿薄膜质量，减少了陷阱辅助的复合。基于NiOx/Me-4PACz-PM的小面积器件和面积为69 cm²的模组分别实现了26.34%（认证效率25.48%）和21.94%（认证效率20.50%）的冠军效率，这是该规模太阳能模组中报告的最高光电转换效率之一。除了显著提升的稳定性外，这种化学精细调控策略还普遍适用于Me-4PACz类自组装单分子层和其他带隙的钙钛矿组成。电荷极化可调界面成功向大面积模组的转化，为商业化应用提供了宝贵的见解，并为精细界面管理提供了参考。

器件结构：

ITO/HTL/PVSK/PEACl/C₆₀/BCP/Ag

1. 洗干净的ITO玻璃，臭氧20 min，10 mg/mL NiOx超纯水，4000rpm 30s旋涂，空气中100℃退火10 min；0.5-2 mg/mL Me-4PACz+0-0.3mg/mL PM溶于乙醇，搅拌，3000rpm 30s旋涂，100℃退火10 min；EtOH清洗，3000rpm 30s旋涂，100℃退火5 min；

2. 1.6 M Cs_0.05MA_0.05FA_0.90PbI₃溶于DMF:DMSO=4:1(v/v)+额外5% MAPbCl₃，1000rpm 10s+4000rpm 30s旋涂，结束前10s 180 uL CB反相，100℃退火15 min；

3. 1 mg/mL PEACl IPA，旋涂，100℃退火5 min；

4. 蒸镀25 nm C₆₀；7 nm BCP；100 nm Ag。

模组制备：

1. ITO基底，532 nm绿色激光器P1刻蚀，具体操作参数包括：平均激光功率15.4W，光斑直径25 μm，脉冲频率110 kHz，划线速度800 mm/s，划线线宽100 μm，刻蚀后，洗干净臭氧20 min；

2. 10 mg/mL NiOx超纯水，4000rpm 30s旋涂，100℃退火10 min；1 mg/mL Me-4PACz+0.2 mg/mL PM溶于EtOH，3000rpm 30s旋涂，100℃退火10 min；

3. 钙钛矿旋涂如上，反相量提升至1200 uL；

4. 蒸镀25 nm C₆₀；7 nm BCP；P2刻蚀：平均激光功率16.8 W，光斑直径25 μm，脉冲频率120 kHz，划片速度800 mm/s，划线线宽为100 μm，重复两次；

5. 蒸镀100 nm Ag；P3刻蚀：参数设定为平均激光功率19.6W，光斑直径25 μm，脉冲频率140 kHz，划线速度600 mm/s，划线线宽100 μm，重复两次。