让钙钛矿太阳能电池全年稳定高效的“夹层”技术

金属卤化物钙钛矿太阳能电池（PSCs）作为有前景的光伏技术，在缓解全球能源需求方面备受关注。高质量钙钛矿薄膜和良好的电荷提取是实现高性能的关键，但钙钛矿薄膜与电荷选择层之间的异质界面缺陷，尤其是在全年温湿度变化下，会影响器件性能和 reproducibility（可重复性）。表面后处理策略能改善上表面，但埋底界面难以研究和调控，一旦形成缺陷（如孔洞、晶粒表面凹陷、杂质），便无法通过后处理弥补。

研究发现，埋底界面缺陷的根源在于钙钛矿薄膜制备中，溶剂与底层传输层的相互作用被忽视，导致溶剂残留，促进非晶区和孔洞形成，吸湿特性还会阻碍中间相转化，诱发有害相。为解决此问题，研究团队引入磷酸二氢钾（PDP）竞争性结合中间层。密度泛函理论（DFT）计算表明，PDP与SnO₂的结合能力强于PbI₂，不易溶于PbI₂前驱液，且能与溶剂竞争结合PbI₂，减少埋底界面残留溶剂。

实验结果显示，PDP中间层使埋底界面均匀化，改善了钙钛矿薄膜质量和电荷提取。小面积（0.07 cm²）器件的冠军功率转换效率（PCE）达26.3%（认证25.8%），大面积（1.028 cm²）器件达25.17%。此外，器件稳定性优异，在1000小时连续最大功率点跟踪下仍保持97%的初始效率。全年不同季节（春、夏、秋、冬）制备的器件性能均有提升，证明其全年 reproducibility。

该研究通过调控埋底界面，为制备高效、稳定、可重复的钙钛矿太阳能电池提供了新思路，强调了隐藏埋底界面均匀化的重要性。