无机钙钛矿太阳能电池，是光伏发电领域的创新担当，为实现我国 “双碳”战略目标及清洁能源转型提供强劲助力。相比传统硅基电池，钙钛矿太阳能电池理论极限效率高，制备方法简便，可大规模生产，前景广阔。其中，全无机钙钛矿因理想带隙和良好热稳定性备受关注。但它对水氧敏感，在空气中稳定性差，以往需在惰性气氛下制备，设备要求高、成本较高。同时，器件埋底界面中存在各种各样的带正电及带负电缺陷、材料热膨胀系数不匹配等问题，影响器件性能的提升。当下，亟待研发低成本制备法，实现空气环境稳定制备，使得器件兼具高光电转换效率与长期稳定性。

图1 论文摘要图

为解决这一问题，电网防灾减灾全国重点实验室科研团队提出了新方案：基于界面工程的策略，采用一种多功能杂环共轭多齿改性剂——4-咪唑基丙烯酸（UA），对器件的掩埋界面展开改性研究。同时，借助热空气流辅助旋涂法，成功在空气环境下制备出高效且稳定性良好的碳基全无机钙钛矿太阳能电池。研究成果表明，基于UA特有的共轭和多齿结构特征，大幅提高氧化锡薄膜的电导率，高效钝化界面缺陷，有力抑制复合反应的发生，从而助力获得高质量的钙钛矿薄膜，优化掩埋界面的能级取向，显著提升电荷传输效率。通过上述改性方法及制备工艺，最终实现了在空气环境中高性能碳基钙钛矿太阳能电池的制备。

图2网络首发论文截图

本研究成果以“Heterocyclic conjugated polydentate ligands facilitate interfacial charge transfer of air-processed carbon-based all inorganic perovskite solar cells with an efficiency over 15%”为题撰写的论文，已在国际顶级期刊《Small》（Q1区，影响因子IF=13.0，TOP期刊）发表。学院教师时一斐为第一作者及通讯作者，硕士研究生胡书铭为学生第一作者。此外，姜飞教授、彭卓寅教授和陈建林教授为共同通讯作者，电网防灾减灾全国重点实验室（长沙理工大学）为第一完成单位。这项工作推动了空气中制备全无机钙钛矿电池的研究，探索了共轭多齿配体材料的新应用，深入探究了埋底界面中共轭多齿材料的影响效果和作用机理，为其他类型钙钛矿太阳能电池以及发光二极管、光电探测器、场效应晶体管等器件的研发提供了新思路。

本研究工作得到了国家自然科学基金、湖南省自然科学基金、湖南省教育厅项目和湖南省研究生科研创新项目、长沙市自然科学基金、湖南省大学生创新培养项目的资助。

    论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/smll.202502382

              （文、图/时一斐   一审/金维香  二审/姜飞  三审/杨洪明）