钙钛矿太阳能电池技术再突破！清华团队成功解决大面积制备难题，光电转换效率达到25.04%

近年来，钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cells, PSCs)以其低成本、高效率等优势，正逐步挑战传统硅基电池的主导地位。然而，要实现真正的商业化应用，一个关键技术难题亟需突破——如何在扩大电池面积的同时保持高效率和长期稳定性?

清华大学团队近日在《Advanced Materials》发表重磅研究，通过引入一种多功能有机小分子BNCl，成功制备出面积达12cm²、效率达22.81%的PSC模组，同时小面积单体效率高达25.04%(权威认证)，稳定性也创历史新高!

突破难点：大面积制备为什么这么难?

在实验室中实现26%以上效率的钙钛矿电池并不难，但这些通常是小面积(≤0.1 cm²)器件。而扩大面积后，膜层均匀性、界面缺陷、电荷传输等问题成倍放大，导致效率和稳定性大幅下降。

创新材料BNCl，一种“三合一”魔法助剂

研究团队创新性地设计并引入氯取代芳杂多环化合物BNCl，它具有三大核心功能：

1. 调控结晶，提高膜层质量

BNCl可与前驱体中的PbI₂和DMSO发生强相互作用，调控钙钛矿晶体的生长路径。

促进晶体沿(111)晶面优先取向，提高结晶度和稳定性。

2. 缓解缺陷，提升器件稳定性

BNCl在晶界和界面形成致密覆盖层，有效钝化Pb⁰深能级缺陷。

抑制非辐射复合，减少离子迁移，是解决长期失效的关键。

促进电荷输运，提高能量转换效率

BNCl在空穴传输层/钙钛矿界面可改善能级匹配，提高空穴迁移率达1.35倍。

电流–电压(J–V)曲线无明显迟滞，光电转换效率稳定。

核心性能指标

此外，器件在65℃热老化和高湿(20%RH)环境下，仍表现出优异的稳定性。

技术路线简要回顾

采用两步旋涂法，先引入BNCl于PbI₂前驱体;

第二步加入氨盐(FAI/MAI/MACl)溶液实现钙钛矿转化;

最终构建FTO/SnO₂/钙钛矿/Spiro-OmetaD/Au器件结构。

通过调控前驱体膜层形貌+界面工程双重手段，实现从小面积到大面积高一致性、高性能制备。

前景展望：钙钛矿的“实用化时代”正加速到来!

这项研究不仅验证了BNCl这一分子助剂在PSC制备中的多功能性，更为大面积、低成本、可商业化的钙钛矿组件发展提供了新路径。团队的研究也展示了在材料设计–界面调控–器件集成多个维度协同优化的价值。

未来，BNCl的分子结构还可进一步拓展，结合柔性基底、叠层电池等方向，将为绿色能源转型注入更多可能!