近期，纳米科学与材料工程学院李萌课题组在钙钛矿太阳能电池领域取得新进展，相关成果以Research Article形式发表于国际顶级期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)，论文题为“Stabilizing Grain Boundary Grooves in p-i-n Perovskite Solar Cells via Dual-Site Locking Riveting”。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.74964

钙钛矿太阳能电池（PSCs）作为新一代光伏技术，因其优异的光电性能和低成本溶液加工工艺备受关注。然而，在多晶钙钛矿薄膜中普遍存在的晶界沟槽（Grain Boundary Grooves, GBGs）仍然是限制器件性能的重要问题。这些纳米尺度的结构缺陷不仅破坏了钙钛矿的晶格完整性，还成为非辐射复合中心和离子迁移的通道，严重限制了器件的开路电压、填充因子和长期稳定性。

图1 基于4Cl-PEAX分子的器件结构示意图及相应器件的J-V曲线

针对上述挑战，河南大学李萌教授团队提出了一种“双位点锁定”策略，采用双功能分子4-氯-苯乙基卤化铵（4Cl-PEAX）对钙钛矿顶表面晶界沟槽进行精准调控。该分子通过其–NH₃⁺端和苯环对位的Cl原子，同时锚定晶界处的Pb和I位点，形成强化学相互作用，从而有效“铆接”晶界沟槽，形成了一个致密、平坦且能级匹配良好的界面，促进了电荷传输并抑制了非辐射损失。研究表明，在三种分子中，含碘的 4Cl-PEAI 由于具有更大的偶极矩和更强界面相互作用，表现出最佳调控效果。基于该分子处理的反式钙钛矿太阳能电池实现了26.73%的光电转换效率，开路电压达1.20 V，填充因子为86%，未封装器件在氮气环境中存储2000小时后仍保持95%以上的初始效率，在连续最大功率点追踪500小时后效率保持率达93%。该项工作提出了一种通用的“双位点锁定”界面工程策略，为推动钙钛矿光伏技术的高性能与长期稳定运行提供重要参考。

河南大学纳米科学与材料工程学院硕士研究生牛一帆为论文共同第一作者。河南大学李萌教授、朱蕊副教授为论文的通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金委、河南省科学技术厅和河南大学的大力支持。