摘要：

软物质科学与工程高精尖创新中心谭占鳌课题组基于甲基丙烯酸酯衍生物的自交联和π效应的协同作用对钙钛矿层进行内部封装，有效阻碍了钙钛矿层离子迁移并抑制了界面缺陷，不仅使钙钛矿太阳能电池的光电转化效率提高到25.3%，且大幅度提升了器件的稳定性。

正文：

在过去的十年中，有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池（PerSCs）由于其独特的光电特性，以及和在下一代光伏技术中显示展现出的巨大潜力，而获得了备受学术界与工业界的广泛极大的关注。PerSCs具有各种各样的潜在应用，从移动设备到空间设备。然而，钙钛矿的外部刺激和内部因素导致稳定性不足，从而阻碍了其预期应用目标的实现。

图1 UMA与BMA在钙钛矿表面的交联及对形貌的影响

 通过在钙钛矿层上引入可交联的甲基丙烯酸酯类似物，阻碍离子迁移并防止铅泄漏以获得稳定的钙钛矿太阳能电池。甲基丙烯酸丁酯（UMA）和甲基丙烯酸苄酯（BMA）可以与钙钛矿层发生化学相互作用，尤其是对于悬挂苯环之间存在显着π相互作用的BMA二聚体。这种配置有利于更紧密的配位，从而将钙钛矿的费米能级恢复到无缺陷状态并减少载流子复合损失。此外，通过整合自交联和分子间π效应，BMA的应用将内部封装从线性保护升级为紧凑的网状尺度。因此，BMA的应用不仅将光伏效率提升至25.31%，而且大大增强了钙钛矿层的稳定性，特别是在耐水性和防止铅泄漏方面。内部封装策略从线性升级到网状，为优化钙钛矿器件效率和稳定性提供了新的思路。

图2 内封装器件稳定性研究

该工作以“Internal Capsulation Via Self-Cross-linking and 𝝅-Effects Achieves Highly Stable Perovskite Solar Cells”为题发表在《Adv. Mater.》期刊上，第一作者为北京化工大学材料科学与工程学院硕士生杨宗智及软物质高精尖中心博士生张玉岭，通讯作者为材料科学与工程学院于润楠副教授和软物质高精尖中心谭占鳌教授。本研究工作得到了国家自然科学基金项目以及中央高校基本科研业务费专项资金的资助。

文章信息：

Z. Yang, Y. Zhang, G. Wu, S. Li, Z. He, M. Ou, H. Yuan, S. Li, H. Zhu, R. Yu, Z. Tan, Internal Capsulation Via Self-Cross-linking and π-Effects Achieves Highly Stable Perovskite Solar Cells. Adv. Mater. 2024, 2410425.

原文链接：

https://doi.org/10.1002/adma.202410425