近日，太原理工大學(xué)新材料界面科學(xué)與工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室有機(jī)光電課題組郭鹍鵬教授團(tuán)隊(duì)在氟化空穴傳輸材料提升鈣鈦礦太陽(yáng)能電池效率和穩(wěn)定性研究領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展。研究成果以“Simultaneous Interfacial Defect Passivation and Free-Volume Reduction by Fluorinated Hole Transport Materials for High-Performance Perovskite Solar Cells”為題，發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《Advanced Materials》。該論文的第一署名單位為太原理工大學(xué)，通訊作者為郭鹍鵬教授、中科院沈陽(yáng)金屬所邱建航教授和陜西師范大學(xué)劉治科教授，論文共同第一作者為我校碩士研究生邢藝凡、李芷君以及陜西師范大學(xué)碩士研究生李永哲。

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（PSCs）作為一種新型太陽(yáng)能電池，其低成本、高的光電轉(zhuǎn)換效率和可溶液制備等優(yōu)點(diǎn)，吸引了科研界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。然而，鈣鈦礦層與空穴傳輸材料（HTM）之間的界面缺陷和自由體積對(duì)PSCs的效率和穩(wěn)定性具有關(guān)鍵影響。為了解決上述界面問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)策略性地調(diào)控基于 N,N′-雙咔唑（BCz）的HTM分子中的氟原子的分布，分別在其外圍基團(tuán)上不對(duì)稱和對(duì)稱引入氟原子，合成了AdF-BCz和SdF-BCz兩個(gè)HTM。結(jié)合實(shí)驗(yàn)表征和原子分子動(dòng)力學(xué)模擬，發(fā)現(xiàn)AdF-BCz相較于無(wú)氟取代的NF-BCz和對(duì)稱氟取代的SdF-BCz，表現(xiàn)出更優(yōu)異的界面缺陷鈍化穩(wěn)定性，以及與鈣鈦礦表面更強(qiáng)的粘附力。此外，AdF-BCz還能減少界面自由體積，促進(jìn)更緊密的界面接觸，有效抑制離子遷移和鈣鈦礦降解。

基于AdF-BCz的PSCs實(shí)現(xiàn)了25.35%的光電轉(zhuǎn)換效率，優(yōu)于SdF-BCz（23.12%）和NF-BCz（24.20%）制備的器件。未封裝的AdF-BCz器件在30%相對(duì)濕度下2000小時(shí)后仍保持97%的初始效率，在85°C加熱300小時(shí)后還可保持82%的初始效率。

本工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（22372114）和山西省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（202203021211143）的支持。

論文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202513884