香港城市大学Science Advances：25.6%！分子可定制的金属氧化物团簇确保了反向钙钛矿太阳能电池中坚固的界面连接

摘要：香港城市大学Alex K.-Y. Jen团队在Science Advances期刊发表题为“Molecularly tailorable metal oxide clusters ensured robust interfacial connection in

香港城市大学Alex K.-Y. Jen团队在Science Advances期刊发表题为“Molecularly tailorable metal oxide clusters ensured robust interfacial connection in inverted perovskite solar cells”的研究论文，李凤珠为第一作者， Alex K.-Y. Jen&尹军为共同通讯作者。

核心亮点：本文设计了一系列分子可定制的簇作为中间层，可以同时增强与C60和钙钛矿的相互作用，目标倒置PVSCs无需额外的表面钝化，即可实现25.6%的功率转换效率（PCE）。值得注意的是，未封装的器件在光、热和偏压下都表现出出色的稳定性，在最大功率点（MPP）跟踪1500小时后，其初始PCE保持在98%，在85°C加热1000小时后保持93%。

钙钛矿与电子传递材料之间的界面重组和离子迁移一直是提高钙钛矿太阳能电池（PVSCs）效率和稳定性的持续挑战。广泛的研究集中在界面修饰上，例如使用大型有机阳离子形成低维钙钛矿层，旨在减少界面复合损失并实现超低电压亏缺。然而，二/三维（2D/3D）钙钛矿界面的电子阻滞和与有机阳离子迁移相关的稳定性问题最近得到了强调。这些离子的运动，特别是在热和光应力下，严重影响PVSCs在实际应用中的长期稳定性。因此，有必要制定策略，构建一个锋利而坚固的中间层，以阻止离子迁移，改善界面连接。

基于此，香港城市大学Alex K.-Y. Jen&尹军团队设计和合成了一系列具有不同氟芳基的纳米环状氧化钛簇（CTOCs），可以同时增强与C60和钙钛矿的相互作用。这些簇具有精确控制的结构、良好的载流子迁移率、可观的溶解度、合适的能级和功能配体，可以帮助钝化钙钛矿表面缺陷，形成均匀的封盖网来固定C60，并在钙钛矿和C60之间建立牢固的耦合。目标倒置PVSCs无需额外的表面钝化，即可实现25.6%的功率转换效率（PCE）。值得注意的是，未封装的器件在光、热和偏压下都表现出出色的稳定性，在最大功率点跟踪1500小时后，其初始PCE保持在98%，在85°C加热1000小时后保持93%。

该研究提出了一种界面桥接策略，通过结合具有不同氟取代的分子可定制簇，同时增强与C60和钙钛矿的相互作用。团簇良好的分子内平面性和良好的溶解度使得形成致密均匀的盖层而不聚集。解决了与钙钛矿/ETL界面相关的持续重组损失和器件退化的挑战。为进一步开发先进的界面材料铺平了道路，以提高钙钛矿光伏电池的性能和耐久性。