近日，昆明理工大学材料科学与工程学院先进绿色能源材料与器件团队陈江照教授和何冬梅教授在材料顶刊《Advanced Materials》上以“Dipolar Cation Chemically Bonded Tin Oxide and Bridged Buried Interface for Air-Processed Operationally Stable n-i-p Perovskite Solar Cells”为题发表最新研究成果，昆明理工大学为论文的第一通讯单位，昆明理工大学和西南石油大学联合培养博士邓路为论文的第一作者，昆明理工大学陈江照教授、何冬梅教授和大湾区大学于华教授为论文的共同通讯作者。该研究工作得到教育部U40人才、国家自然科学基金面上、国家自然科学基金青年基金、国家自然科学基金地区科学基金、兵团重点领域科技攻关计划、云南省“兴滇英才支持计划”青年人才等项目的资助。

缺陷和弱的附着力会导致电子传输层和埋底界面不稳定，阻碍正式钙钛矿太阳能电池（PSCs）的发展。鉴于此，昆明理工大学陈江照教授、何冬梅教授等人使用多位点偶极分子（BTBACl）调控和稳定SnO2电子传输层及埋底界面，实现高性能正式钙钛矿太阳能电池。BTBA+阳离子具有多个活性位点，能够有效化学键合SnO2纳米颗粒和钝化多种缺陷（如欠配位的Pb2+和Sn4+及I和O空位），从而抑制SnO2纳米颗粒团聚、均质化埋底界面及减少界面非辐射复合损失。得益于两个强吸电子CF3-基团的引入，BTBA+具有大的偶极矩，能够促进界面电子提取与转移。最终，BTBACl修饰的正式PSCs实现了26.20%的光电转换效率，这是空气制备钙钛矿电池报道的最高效率之一。显著提升的电子传输层和埋底界面稳定性实现了杰出的器件运行稳定性，在最大功率点工作1000小时后仍然保留其初始效率的90.2%。该研究工作为从官能团与偶极设计角度同时稳定电子传输层和埋底界面提供了新路径，为推动正式PSCs的发展做出积极贡献。

Figure 1. BTBACl chemically bonded SnO2 NPs and bridged buried interface. a) Electrostatic potential diagram of AB, TBA, and BTBA. b) Interaction and differential charge density diagram of SnO2/FAPbI3 interface incorporating different organic cations. c) DLS of pristine SnO2 and BTBACl+SnO2 in H2O dispersion solution. d) Crystal X-ray diffraction images of pristine SnO2 and BTBACl+SnO2.

论文链接：

Lu Deng#, Jiajia Zhang#, Dongmei He*, Xuxia Shai, Yue Yu, Xinxing Liu, Meirong Fu, Xiaopeng Zhang, Xingyu Gao, Hua Yu*, Jianhong Yi, Jiangzhao Chen*. Dipolar cation chemically bonded tin oxide and bridged buried interface for air-processed operationally stable n-i-p perovskite solar cells. Advanced Materials 2026, e20577.

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202520577