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发布：2026-06-11 · 事件：2026-06-11

施工光伏科技环保储能

本工作针对空气环境下钙钛矿薄膜易分解、器件效率偏低的难题，提出了一种有效的界面钝化技术。通过在钙钛矿薄膜表面引入聚(9-乙烯基咔唑)疏水层，成功在空气环境中制备了具有优异光伏性能和稳定性的钙钛矿太阳能电池。研究表明，聚(9-乙烯基咔唑)疏水层的引入钝化了表面缺陷，有利于空穴的提取和传输，从而减少了非辐射开路电压损失。最高电池器件效率由20.94%提升至23.27%，同时稳定性大幅提高。该工作为空气条件下高效稳定钙钛矿太阳能电池的大面积制备提供了简便可靠的界面工程策略，具有重要的实用价值。 英文原题：Hydrophobic interface layer improves the moisture tolerance and efficiency of ambient air-processed perovskite solar cells 关键词：钙钛矿太阳能电池；聚(9-乙烯基咔唑)；空气制备；界面钝化；稳定性 目前，钙钛矿太阳能电池作为一种极具潜力的新型光伏技术，但其制造仍高度依赖惰性气体保护，这无疑增加了生产成本和工业化难度。那么，有没有办法让钙钛矿太阳能电池在普通空气中就能稳定制备，甚至表现得更好？ 针对上述瓶颈，淮安大学蒋青松教授课题组带来了一种巧妙而有效的解决方案——为钙钛矿薄膜“穿”上一层名为聚(9-乙烯基咔唑)（PVK）的“疏水雨衣”。 以PVK作为钙钛矿薄膜表面修饰层，展现出两大“超能力”。一是天生的疏水性：PVK表面能有效排斥水分子。当把它均匀涂覆在钙钛矿薄膜表面后，水的接触角从56.7°增大到72.1°，意味着水珠更难铺开、渗入。就像荷叶上的水珠一样，轻轻一滚就带走了灰尘和湿气。二是缺陷“修补匠”：钙钛矿薄膜表面存在较多的缺陷（如未配位的铅离子），这些缺陷是导致能量损失的“漏洞”。PVK分子中的咔唑基团能与这些缺陷强力结合，像“创可贴”一样将其钝化，从而抑制非辐射复合。再结合PVK能够提升钙钛矿与空穴传输层之间的能级匹配度，有效提升电池器件的电压和填充因子。 效率大幅提升：在常规空气环境中（相对湿度40-60%），未经保护的对照电池效率为20.94%；而穿上PVK“雨衣”的最高电池效率达到了23.27%。这主要归功于开路电压和填充因子的显著提高。 耐湿能力显著增强：将钙钛矿薄膜置于50%相对湿度的环境中放置6天，对照薄膜表面已严重降解；而PVK保护的薄膜几乎完好如初。 长期稳定性优异：在惰性气体手套箱中存放约3550小时（近5个月），PVK电池仍能保持初始效率的98%。在最大功率点连续工作测试下，360小时后仍保留78%的初始效率，远超对照电池器件。 这项研究巧妙地利用PVK的疏水特性和缺陷钝化能力，实现了在潮湿空气环境中高效制备并稳定运行钙钛矿太阳能电池。未来，研究团队将进一步优化基于PVK界面疏水层的制备工艺，开发兼具更高效率、更长寿命与更低成本的新一代钙钛矿光伏技术，推动钙钛矿太阳能电池的商业化进程。 蒋青松淮安大学教授，硕士生导师。江苏省青蓝工程培养对象，淮安市533英才拔尖人才培养对象，中国国际大学生创新大赛（2024）金奖第一指导教师。研究方向为钙钛矿材料及其光电子器件，主持国家自然科学基金青年基金项目(C类）等项目20余项，发表SCI论文50余篇，授权发明专利16项，荣获第十七届中国商业联合会服务业科技创新奖一等奖。 殷万杰淮安大学材料与化工专业在读硕士，研究方向为钙钛矿太阳能电池，主持江苏省研究生创新计划项目1项，发表SCI论文2篇。 Wanjie Yin, Huiming Luo, Ligang Yuan, et al.Hydrophobic interface layer improves the moisture tolerance and efficiency of ambient air-processed perovskite solar cells.Fundamental Research, 6(2) (2026)1071-1077. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667325824005338 Fundamental Research是由国家自然科学基金委员会主管、主办的综合性英文学术期刊。创刊于2021年，期刊立足反映国家自然科学基金资助的优秀成果，全方位报道世界基础研究前沿重要进展和重大创新性成果，提升中国基础研究和中国科学家在国际科学界的显示度和影响力，为中外科学家打造一个高端的国际学术交流平台。内容涵盖数学物理、化学化工、生命科学、地球科学、工程与材料科学、信息科学、管理科学、健康医学、交叉科学等领域，设置Article、Review、Highlight、Perspective、Commentary、Letter和News&Views等栏目。期刊已被ESCI、Scopus、DOAJ、PubMed、CAS（美国化学文摘社）、CSCD（中国科学引文数据库）、CSTPCD（中国科技论文与引文数据库）、OAJ（全球OA期刊索引）、以及COAJ（中国开放获取期刊数据库）等国内外知名数据库收录。2024年影响因子6.3，位于综合性期刊Q1区。2024年入选中国科技期刊卓越行动计划二期英文梯队期刊项目。2025年入选《FMS管理科学高质量期刊推荐列表》B区。欢迎广大科研工作者关注、投稿、引用！ www.keaipublishing.com/en/journals/fundamental-research/ www.sciencedirect.com/journal/Fundamental-Research 查看更多本期信息，点击文末“阅读原文”，欢迎阅读、下载及引用！ Fundamental Research是由国家自然科学基金委员会主管、主办的综合性英文学术期刊。创刊于2021年，期刊立足反映国家自然科学基金资助的优秀成果，全方位报道世界基础研究前沿重要进展和重大创新性成果，提升中国基础研究和中国科学家在国际科学界的显示度和影响力，为中外科学家打造一个高端的国际学术交流平台。内容涵盖数学物理、化学化工、生命科学、地球科学、工程与材料科学、信息科学、管理科学、健康医学、交叉科学等领域，设置Article、Review、Highlight、Perspective、Commentary、Letter和News&Views等栏目。期刊已被ESCI、Scopus、DOAJ、PubMed、CAS（美国化学文摘社）、CSCD（中国科学引文数据库）、CSTPCD（中国科技论文与引文数据库）等国内外知名数据库收录。2024年影响因子6.3，位于综合性期刊Q1区。2024年入选中国科技期刊卓越行动计划二期英文梯队期刊项目。欢迎广大科研工作者关注、投稿、引用！ www.keaipublishing.com/en/journals/fundamental-research/