基于边缘/角共享二维钙钛矿功能层的高效稳定倒置钙钛矿太阳能电池研究

为解决倒置钙钛矿太阳能电池(PSCs)中量子与介电限域效应及界面能级匹配问题，研究人员创新性地利用N-甲基乙二胺阳离子(MEDA2+)构建了具有边缘/角共享(E/C-sharing) [PbI6]4?八面体框架的n型二维(2D)钙钛矿功能层。该结构创造了迄今最窄的层间距(8.39 ?)，显著增强载流子迁移率，并通过压缩应力场提升界面稳定性，最终实现26.43%的认证效率(26.10%)及1200小时光照下94%的稳定性突破，为新型光伏材料设计提供全新思路。

　　

这项突破性研究揭示了如何通过精妙设计二维钙钛矿结构来攻克光伏器件稳定性难题。科研团队采用特殊设计的N-甲基乙二胺阳离子(MEDA²⁺)作为"分子剪刀"，在三维(3D)钙钛矿表面裁剪出独特的边缘/角共享(E/C-sharing) [PbI₆]^4?八面体网络。这种创新结构就像给钙钛矿表面穿上了纳米级锁子甲——不仅创造出破纪录的8.39 ?超窄层间距（相当于把传统层间距压缩了近30%），更通过量子隧穿效应大幅提升了电子在层间的"跳跃"效率。

更令人惊叹的是，这层二维护甲还能产生类似预应力混凝土的压缩应力场，将表面缺陷的形成能提高了近2倍。当与C₆₀电子传输层相遇时，二者自发形成type-II型异质结，就像构建了电子传输的"单向快速通道"，使器件效率飙升至26.43%的行业新高度。经过50天持续光照考验，这些太阳能电池依然保持着94%以上的初始性能，相当于每天仅衰减0.005%——这个数字已经逼近晶硅电池的衰减水平。该研究不仅刷新了二维钙钛矿层间距的世界纪录，更开辟了通过调控八面体连接模式来设计新型光伏材料的新范式。