近日，我院王继飞副教授、翟亚新教授等在倒置钙钛矿太阳电池埋底界面研究方面取得新进展，并在中科院综合性一区TOP期刊Advance Science上发表题为“Localized Lead-Chelating Insulator Bottom Contact for Efficient and Stable p-i-n Perovskite Solar Cells”的研究论文。（论文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202509816）

图1 a）含有PMMA和不含PMMA样品的XRD图谱；b）PMMA和碘化铅（PbI₂）-PMMA的傅里叶变换红外光谱（FTIR）；c)在786 nm基态漂白（GSB）峰处钙钛矿相的动态瞬态吸收（TA）衰减；d)无PMMA修饰和有PMMA修饰钙钛矿薄膜的扩散系数；e)两个样品的2θ-sin²ψ应变力线性拟合图；f)在1个太阳强度连续光照（LED灯）和65 °C老化条件下，钙钛矿太阳能电池最大功率点（MPPs）跟踪期间的工作稳定性。

基于PTAA空穴传输层的倒置钙钛矿太阳电池（PSCs）相较于其它空穴传输层（如MeO-2PACz, NiOx等）制备的电池可以耐受更高的反向击穿电压（大于-15 V）和更长的反向偏压寿命，具有很好的市场应用前景。然而，电池光电转换效率（PCE）对PTAA层的厚度极为敏感。基于PTAA的高PCE钙钛矿太阳电池要求其厚度须严格控制在数十纳米（如10-20 nm）内，易形成不连续薄膜和大量针孔，带来电池的漏电损失。此外，PTAA的高疏水性增加钙钛矿薄膜加工难度，易造成底部与钙钛矿接触的埋底界面高密度孔洞及未配位缺陷（如Pb²⁺悬挂键或Pb团簇），成为载流子非辐射复合损失的重灾区，严重制约电池的光伏性能和运行稳定性。鉴于此，本研究通过在PTAA空穴传输层上引入超薄聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）局域接触层，填补其针孔并螯合未配位Pb²⁺，显著减少了钙钛矿近HTL区的非晶区域并钝化了界面缺陷。瞬态反射光谱显示，该绝缘层不影响电荷传输与收集效率。PMMA还能诱导钙钛矿（111）晶面择优生长，释放晶格应变。此外，PMMA的深HOMO能级可抑制I₂向PTAA渗透及其副反应，提升电池的工作稳定性。基于FA₀.₉₀Cs₀.₁₀PbI₂.₈₃Br₀.₁₇的PSCs实现了22.6%的PCE，且稳定性显著提升（光氧稳定性T₈₀提高5倍，光热稳定性提升4倍）。本研究为设计良好的绝缘聚合物埋底界面钝化技术以实现低缺陷、高质量和定向晶面钙钛矿薄膜的制备提供了新的思路，对实现反式钙钛矿太阳能电池的高PCE及可靠长期运行具有重要意义。

近年来，王继飞副教授、翟亚新教授等围绕高效稳定杂化钙钛矿半导体光电器件的设计与制备，开展了多学科交叉研究，取得了一系列原创研究成果，以第一和通讯作者（含共同）在国际顶级期刊Angewandte Chemie International Edition, 64, e202500131 (2025); Advanced Science, e09816 (2025);Nano Letters,38,11873-11881(2024)等上发表。

我校研究生李颖和陈燕为论文的共同第一作者，王继飞副教授与翟亚新教授为论文的共同通讯作者。我校匡乐满教授、唐东升教授，硕士丁康等参与了本项研究工作。该研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、湖南省科技重大专项、湖南省科学技术厅等项目基金的支持。我校景辉教授为本工作提供了宝贵讨论和指导。

论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202509816

论文报道：https://mp.weixin.qq.com/s/t_Zecbo5l4qtnaIr8iYmfg

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一审：王继飞

二审：贺兵香

三审：廖洁桥