氟化空穴传输材料同步实现界面缺陷钝化与自由体积缩减以构筑高性能钙钛矿太阳能电池

本研究针对钙钛矿太阳能电池（PSCs）中界面缺陷和自由体积导致的效率与稳定性问题，通过不对称氟化策略设计新型空穴传输材料（HTM）AdF-BCz。实验与模拟表明，该材料可高效钝化Pb2+/I–缺陷、增强界面粘附性并抑制离子迁移，使器件效率提升至25.35%，未封装条件下展现优异湿热稳定性。

　　

通过精准调控N,N′-双咔唑（BCz）基空穴传输材料（HTM）中氟原子的分布方式（不对称vs.对称），研究人员开发出新型氟化HTM材料AdF-BCz与SdF-BCz。结合实验表征与原子分子动力学模拟发现，不对称氟化材料AdF-BCz能显著钝化钙钛矿界面Pb²⁺和I^–相关缺陷，增强与钙钛矿表面的结合力，并减少界面自由体积。这种分子级调控有效抑制离子迁移和钙钛矿层降解，使基于AdF-BCz的钙钛矿太阳能电池效率突破25.35%，远超对称氟化SdF-BCz（23.12%）及无氟NF-BCz（24.2%）器件。未封装的AdF-BCz器件在30%湿度下2000小时保持97%初始效率，85°C持续加热300小时后仍保留82%性能，展现出卓越的工况稳定性。