撰文丨王聰
編輯丨王多魚
排版丨水成文
近年來，作為光伏領(lǐng)域的新興技術(shù)，鈣鈦礦太陽能電池（PSC）以優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)化效率和低溫溶液加工特性，被視為下一代光伏技術(shù)的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。然而，其商業(yè)化面臨著一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)——如何同時(shí)實(shí)現(xiàn)高功率轉(zhuǎn)換效率（PCE）和高穩(wěn)定性。
在鈣鈦礦太陽能電池（PSC）中使用聚合物界面，可以通過阻擋水和氧氣以及抑制離子互擴(kuò)散來提高耐久性，但其電子屏蔽作用對高效且穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽能電池構(gòu)成了挑戰(zhàn)。
2025 年 4 月 8 日，西安交通大學(xué)梁超研究員、 河南大學(xué)李萌教授、西安交通大學(xué)蔡文婷研究員、楊濤研究員、楊生春教授、 澳門大學(xué)邢貴川教授作為共同通訊作者（林越辛、林智超、呂世麗、水源、朱文靜為共同第一作者），在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊Nature上發(fā)表了題為： A Nd@C 82 -polymer interface for efficient and stable perovskite solar cells 的研究論文。
在這項(xiàng)最新研究中，研究團(tuán)隊(duì)通過分子界面工程，首創(chuàng)了一種內(nèi)嵌金屬富勒烯分子 Nd@C 82 與聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的耦合結(jié)構(gòu)，對鈣鈦礦層進(jìn)行原位封裝，其具有 超快電子提取和原位封裝的特性， 從而促進(jìn)均勻的電子提取并抑制離子互擴(kuò)散，從而有效提高了鈣鈦礦太陽能電池的效率與穩(wěn)定性。
在鈣鈦礦太陽能電池中，Nd@C82 聚合物耦合層分別在 0.08 平方厘米和 16 平方厘米（組件）的開口面積下，實(shí)現(xiàn)了 26.78%（認(rèn)證值為 26.29%）和 23.08% 的光電轉(zhuǎn)換效率。 在濕熱測試條件（ISOS-D-3標(biāo)準(zhǔn)）下經(jīng)過 1000 小時(shí)效率仍保持在 99% 以上。
這一創(chuàng)新成果揭示了一種分子界面極化調(diào)控新機(jī)制，將為高性能鈣鈦礦太陽能電池設(shè)計(jì)開發(fā)提供了新路徑。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41586-025-08961-9
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