Dongfang Xu, Kaixiang Cui, Zihao Fan, Yong Li, Junjie Zhang, Yupeng Shang, Hanye Wang, Jieke Tan, Yongzhe Li, Hongjie Lei, Liping Ding*, Zhike Liu*. Adv. Mater. 2026, e73024. DOI: 10.1002/adma.73024
全无机倒置CsPbI3钙钛矿太阳电池（PSCs）因其优异的热稳定性、可调带隙以及较高的光电转换效率（PCE），在光伏领域引起了广泛关注。然而，这类器件的性能与稳定性仍受到CsPbI3钙钛矿薄膜内在缺陷的严重限制。一方面，薄膜表面及晶界处高密度的缺陷态会作为非辐射复合中心，缩短载流子寿命，并显著降低开路电压（VOC）和填充因子（FF）。另一方面，由于钙钛矿层与电荷传输层之间能级匹配不佳以及界面电子态不均匀，往往导致电荷提取效率低下。
针对上述挑战，本工作提出了一种基于介孔二氧化硅（MSN）负载可调尺寸CsPbBr3量子点（CPBQDs@MSNs）的界面钝化策略。如图1所示，首先通过双相分层自组装法精确调控反应条件，可控制备了一系列具有不同孔径的MSN。然后选用不同大小孔径的MSN作为纳米颗粒模板，利用纳米限域制备策略原位合成了具有不同尺寸大小的CPBQDs@MSNs复合材料。对制备的量子点复合材料的形貌和成分进行了详细表征，并系统研究了量子点尺寸对界面缺陷钝化、载流子动力学及器件性能的影响。
图1 基于纳米限域制备策略制备不同粒径量子点及其表征
研究结果表明当CPBQDs@M-MSNs（约8 nm）的孔径与CsPbBr3的激子玻尔半径（约7 nm）相匹配时，激子-光子临界耦合效应可实现对界面电子态的均匀调控，从而显著抑制非辐射复合及缺陷的热激活过程。此外，CPBQDs@M-MSNs不仅能够填充钙钛矿表面及晶界缺陷，提高薄膜致密性和平整度，还可优化界面能级匹配、促进定向电荷传输，并构建起具有防潮作用的SiO2框架。基于该策略制备的倒置CsPbI3 PSCs实现了22.15%的PCE，为目前报道的倒置CsPbI3 PSCs的最高水平。此外，该器件在空气中储存1300 h后仍保持初始PCE的93.16%，在持续光照1000 h后仍保持98.14%的初始效率。本工作为精准调控钙钛矿表面性质、实现高效率与高稳定性的全无机CsPbI3钙钛矿太阳电池提供了一种新的思路与方法。
第一作者：陕西师范大学博士研究生徐东方、崔凯翔
通讯作者：陕西师范大学刘治科教授、丁立平教授
全文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.73024
