实验室李宁&黄飞教授团队：一种兼顾钙钛矿太阳能电池机械与电学稳定性的复合中间层

钙钛矿太阳能电池兼具高效率、低成本和溶液加工优势，是新一代光伏的重要方向，但长期稳定性仍限制其产业化应用。倒置器件中的电子传输/阴极界面同时承担电荷抽取、能级调控、缺陷钝化和离子阻挡功能，在光热电机械耦合应力下极易成为失效起点。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室李宁、黄飞、孟伟团队构筑了热原位交联c-BCP与醇溶液加工n型导电聚合物PBFDO:PEOx组成的复合阴极界面层，实现界面应力释放、离子迁移阻挡与定向电子传输协同调控，有望拓展高效稳定钙钛矿太阳能电池的规模化应用。

针对传统BCP阴极界面导电性低、热稳定性差、厚度窗口窄和机械支撑不足等瓶颈，该工作提出“小分子交联骨架 + π共轭导电聚合物网络”的复合界面策略。苯乙烯功能化BCP衍生物热原位交联为c-BCP，提供连续黏附骨架；PBFDO:PEOx构建柔性电子传输通路，在保持电子选择性的同时提升电导和载流子抽取。QNM与GIXRD表明，复合层可降低界面模量、增强黏附并维持低残余拉伸应力，将光热诱导晶格应力转移并耗散至界面。XPS、温度依赖电导、KPFM与C-V进一步证明，PBFDO可与未配位Pb²⁺/I⁻相互作用，提高离子迁移势垒，抑制电荷积累和非辐射复合。基于该界面的倒置器件获得26.37%冠军效率，在约25nm厚复合界面层下仍保持优异性能，突破传统超薄BCP层的工艺限制。未封装器件经1sun照射2000h后保持初始效率的95.8%，在85℃光热应力1000h后保持92.9%，体现出效率、稳定性和工艺容忍度的协同提升。

相关研究成果以“A composite interlayer reconciling mechanical and electricalstability in perovskite solar cells”为题发表在Advanced Materials上。通讯作者为孟伟博士、黄飞教授、李宁教授，第一作者为袁彰雨博士生、唐浩然副教授、孟伟博士。研究得到国家自然科学基金(52394273、52373179、52433012、52303227)、TCL科技创新基金(20242065)、中央高校基本科研业务费专项资金(2025ZYGXZR024、2024ZYGXZR076)、中国教育部基础与交叉学科突破计划(JYB2025XDXM410)、中国博士后科学基金博士后研究项目(GZB20240229)以及中国博士后科学基金(2025M770101、2023M741201、2024T170286)等项目资助。黄飞教授感谢新基石科学基金会通过XPLORERPRIZE提供的支持。