Journal of Materials Chemistry A：一种定制的富勒烯基金属氧化物电子传输层表面活性抑制剂用于提升钙钛矿太阳能电池运行稳定性
我团队在《Journal of Materials Chemistry A》（中科院1区，影响因子9.5）发表了题为“A customized fullerene based metal oxide electron transport layer surface activity inhibitor to enhance the operational stability of perovskite solar cells”的研究论文，我团队博士研究生廖令为第一作者，金波教授和彭汝芳教授为通讯作者，西南科技大学为第一通讯单位。
【研究背景】
钙钛矿材料MAPbI?因其优异的光电性能和低成本成为研究热点，钙钛矿太阳能电池效率已媲美硅基电池，但稳定性不足制约其商业化。MAPbI?在光照/氧气条件下会通过超氧自由基（O???）引发降解，导致材料分解。现有研究多集中于抑制钙钛矿上表面的O???产生，而忽视了埋底界面的降解问题。本研究发现，钙钛矿薄膜退火形成的三维空隙为空气渗透提供通道，而电子传输层在紫外激发下会产生O???。这些自由基与钙钛矿底部直接接触，引发从下至上的隐性降解。在完整器件中，由于上表面被覆盖，这种界面降解成为主导因素。这一发现揭示了影响器件长期稳定性的关键机制，为提升钙钛矿电池稳定性提供了新的研究方向。
【工作简介】
我团队的研究工作系统揭示了钙钛矿太阳能电池中长期被忽视的埋底界面降解机制。通过实验证实，在光照条件下，电子传输层（TiO?/SnO?）与钙钛矿界面处产生的超氧自由基（O???）会引发自下而上的隐性降解，这是影响器件稳定性的关键因素。针对这一难题，我们创新性地开发了富勒烯衍生物C60 IDB作为界面缓冲层，该材料不仅能有效清除O???自由基，还可同步实现界面缺陷钝化与电子传输增强。最终制备的器件在获得22.17%转换效率的同时，展现出优异的长期稳定性，为解决钙钛矿太阳能电池的稳定性瓶颈提供了新的技术路径和理论依据。
文章链接：https://doi.org/10.1039/D5TA04247J