4月8日，河南大學納米科學與材料工程學院李萌教授與西安交通大學物理學院梁超研究員圍繞高效穩定鈣鈦礦光伏器件的界面工程難題，取得重大研究進展。相關成果以

“A Nd@C??-polymer interface for efficient and stable perovskite solar cells”

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https://www.nature.com/articles/s41586-025-08961-9

河南大學李萌教授、西安交通大學物理學院梁超研究員、楊生春教授、楊濤研究員，化學學院蔡文婷研究員，澳門大學邢貴川教授為論文通訊作者；西安交通大學物理學院博士研究生林越辛、水源、朱文靜，化學學院碩士研究生呂世麗，福建農林大學林智超博士為論文共同第一作者。

鈣鈦礦太陽能電池因其卓越的光電轉化效率和低成本加工工藝，被視為下一代光伏技術的戰略制高點。然而，如何在高效率的基礎上兼顧器件的長期穩定性，始終是制約其商業化應用的關鍵挑戰。針對這一問題，研究團隊創新性地構建了由內嵌金屬富勒烯分子Nd@C??與聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）協同形成的復合界面結構，用于對鈣鈦礦活性層進行原位封裝。Nd@C??分子作為具有電磁耦合特性的電子提取介質，通過界面極化效應增強電子選擇性傳輸能力，同時耦合PMMA賦予界面出色的物理封裝與結構保護功能，顯著抑制了離子遷移和環境侵蝕，提升器件在高溫、高濕等復雜環境下的運行壽命。基于該策略構建的倒置型鈣鈦礦光伏器件，在小面積（0.08 cm2）測試中實現了高達26.78%的光電轉換效率（認證值為26.29%），在大面積模塊（16 cm2）的效率也達到了23.08%，該器件在濕熱測試標準（ISOS-D-3）下運行1000小時后效率仍保持在99%以上，在同類研究中處于國際領先水平。

圖1 內嵌金屬富勒烯Nd@C82-聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）耦合層助力超快電子提取和離子擴散抑制。

圖2 基于Nd@C82制備器件的光伏性能。

本研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、西安交通大學青年拔尖人才支持計劃和中央高校基本科研業務費專項資金等項目的資助。

來源：河南大學。