作为光伏领域的新兴技术，钙钛矿太阳能电池以优异的光电转化效率和低温溶液加工特性，被视为下一代光伏技术的战略制高点。然而，如何在保持高转换效率的同时，确保电池的长期稳定性，始终是制约其商业化应用的重大挑战。4月9日，记者从西安交通大学获悉，该校物理学院研究团队揭示了团队通过分子界面工程，首创了一种内嵌金属富勒烯分子Nd@C82与聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的耦合结构，对钙钛矿层进行原位封装，可有效提高钙钛矿太阳能电池的效率与稳定性。相关研究日前发表在《自然》上。
内嵌金属富勒烯Nd@C82-聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）耦合层助力超快电子提取和离子扩散抑制。受访者供图
" _src="https://www.stdaily.com/web/gdxw/pic/2025-04/09/322079_225e7e47-083b-4178-9f89-bf041157a75f.png" compresssuccess="1" data-id="163551" data-wenge-id="163551" data-mce-src="https://rmtzx.sciencenet.cn/kxwsprint/67f6730ce4b078fce4494028.jpeg">内嵌金属富勒烯Nd@C82-聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）耦合层助力超快电子提取和离子扩散抑制。受访者供图
记者了解到，与以往从材料配方改良入手的研究不同，此项研究的创新之处在于，它利用一种特殊的金属富勒烯分子（Nd@C82）耦合聚合物，来帮助钙钛矿太阳能电池提高工作效率和稳定性。简单来说，金属富勒烯分子像是一种“催化剂”，它帮助电池内部的电子更快地移动，从而提高了电池的电力输出效率。除此之外，它还通过与聚合物PMMA的结合，形成一层强有力的“防护衣”，最终显著提升钙钛矿太阳能电池在高温、高湿等复杂环境下的PCE和运行寿命，拓展了其在户外及实际应用场景中的发展潜力。
数据显示，研究团队所制备的倒置型钙钛矿太阳能电池的光电转换效率（PCE）分别为26.78%（0.08平方厘米，认证值为26.29%）和23.08%（16平方厘米，模块），在湿热条件（ISOS-D-3标准）下经过1000小时测试，效率仍保持在99%以上。
论文作者、西安交通大学物理学院研究员梁超表示，这一创新成果揭示了一种分子界面极化调控新机制，将为高性能钙钛矿太阳能电池设计开发提供新路径。
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