锂掺杂空穴传输层对钙钛矿太阳能电池昼夜循环稳定性的影响机制及无锂掺杂策略研究

来自Qin团队的研究人员针对锂掺杂剂导致钙钛矿太阳能电池长期性能下降的问题，通过研究电压循环下的降解机制，发现黑暗/光照交替条件下锂迁移会引发α相钙钛矿快速降解。研究创新性地采用甲基铵掺杂剂替代锂掺杂，实现26.1%的转换效率，并获得1,200小时连续光暗循环（ISOS-LC-1认证）和3,000次电压开关循环的优异稳定性，为解决实际应用中的器件退化问题提供了新方案。

　　

在钙钛矿太阳能电池研究领域，空穴传输层中的锂阳离子掺杂剂(spiro-OMeTAD)虽能提升空穴传输效率并优化界面电荷提取，但其迁移行为会诱发钙钛矿从α相向δ相的转变。有趣的是，这种降解现象在常规连续光照或纯黑暗测试中难以察觉，却在模拟真实昼夜交替的黑暗/光照循环条件下表现得尤为显著。

研究团队通过系统分析发现，传统锂掺杂剂在空穴传输层薄膜中会残留未反应成分，这可能是导致器件不稳定的关键因素。为此，他们创新性地引入甲基铵掺杂体系，不仅完全避免了掺杂剂残留问题，更实现了26.1%的认证效率（25.6%）。在模拟实际工况的测试中，新型器件展现出惊人稳定性：在ISOS-LC-1标准下连续光暗循环1,200小时后仍保持95%初始效率（T₉₅），并能耐受3,000次电压开关循环。这项研究为开发适用于真实环境的高稳定性钙钛矿光伏器件提供了重要理论依据和技术路径。