华侨大学NC：正式26.39%！用于改善PSCs空穴提取和离子阻断的超薄聚合物膜

摘要：华侨大学魏展画&谢立强团队在Nature Communications期刊发表题为“Ultrathin polymer membrane for improved hole extraction and ion blocking in perovskite s

华侨大学魏展画&谢立强团队在Nature Communications期刊发表题为“Ultrathin polymer membrane for improved hole extraction and ion blocking in perovskite solar cells”的研究论文，沈莉娜为第一作者，魏展画&谢立强为共同通讯作者。

核心亮点：本文报告了插入超薄（~7nm）p型聚合物中间层（D18）可以实现有效的空穴传输，但会阻止钙钛矿和Spiro OMeTAD之间的离子扩散，从而制备高效稳定的n-i-p PSCs。实现了孔径面积0.12和1.00 cm²的PSCs效率分别为26.39%（经认证为26.17%）和25.02%。在最大功率点跟踪下运行1100小时后，保持了95.4%的初始效率，代表了高效n-i-p PSCs的显著稳定性提升。

n-i-p结构中的高效钙钛矿太阳能电池（PSCs）的使用寿命有限，主要是由于从钙钛矿到HTL的严重离子扩散导致钙钛矿的不可逆降解以及HTL和电极的失效，限制n-i-p PSCs的长期稳定性。因此，设计阻挡层间离子扩散的内部势垒对于提高n-i-p PSCs的工作寿命至关重要。假设中间层的离子阻断能力必须与高效的空穴提取兼容，这通常是一个具有挑战性的权衡。

基于此问题，华侨大学魏展画&谢立强团队介绍了一种超薄（~7nm）p型聚合物中间层（D18），它在钙钛矿和HTL之间具有优异的离子阻断能力，可以解决这些问题。超薄D18夹层有效地抑制了锂、甲基铵、甲脒和碘离子的层间扩散。此外，D18改善了钙钛矿/HTL界面处的能级排列，有效地减少了界面能量损失，增强了空穴提取。所得PSCs的效率分别为26.39%（经认证为26.17%）和25.02%，孔径面积分别为0.12和1.00 cm²。值得注意的是，在最大功率点跟踪下运行1100小时后，保持了95.4%的初始效率，代表了高效n-i-p PSCs的显著稳定性提升。

本研究证明引入聚合物D18中间层可以有效地阻止PSCs内的层间离子扩散，同时保持高效的空穴传输，显著提高n-i-p PSCs的稳定性。引入聚合物电荷选择性中间层是一种有前景的策略，可以延长钙钛矿太阳能电池和太阳能模块的使用寿命，为商业应用铺平道路。