北京时间2026年2月6日，Science子刊《Science Advances》（科学进展）在线刊发了yl23411集团青年教师葛艳松副教授等题为“Competitive-binding buried interlayer for year-round reproducible perovskite solar cells”的研究论文。yL23411永利集团电气学院方国家教授、葛艳松副教授，武汉大学柯维俊教授为共同通讯作者。yL23411永利集团为第一署名单位。论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aea7629。

发展太阳能电池对推动我国能源结构转型、实现“碳达峰，碳中和”战略目标具有深远意义。其中钙钛矿太阳能电池因其光电转换效率高、质量轻、可溶液低成本制备等优势，近年来吸引了学术界和工业界广泛的关注和研究。然而在钙钛矿电池中钙钛矿薄膜与传输层之间的埋底异质结界面瑕疵很大程度地限制了其界面载流子抽取效率、钙钛矿薄膜质量及四季制备可重现性的提升。其吸光层上界面可通过后处理等补救方式减少其界面缺陷态；相比之下，钙钛矿薄膜底部的埋底界面难以直接观测和调控，但其对器件性能的影响至关重要。特别是对于两步法依赖于空气环境退火制备的正置结构电池，全年温度和湿度变化的影响尤为显著。该埋底界面位于电子传输层与钙钛矿吸光层之间，其不仅直接影响电荷的提取效率，还深刻影响着钙钛矿薄膜的结晶动力学与最终质量。底界面缺陷一旦形成则将无法修复，因此，对埋底界面进行有效修饰是提升钙钛矿太阳能电池效率、重现性与耐久性的关键策略。

针对钙钛矿太阳能电池底界面存在孔隙、无序非晶区及残余碘化铅等痛点问题，团队研究成员提出了一种结合力竞争调控策略，以实现均质化载流子传输底界面的制备，最终实现了钙钛矿电池四季可重复性的制备。

研究成员通过密度泛函理论计算发现虽然配位溶剂二甲基亚砜（DMSO）的添加可调控钙钛矿薄膜的生长，以得到高质量的薄膜；然而配位溶剂与底界面二氧化锡（SnO₂）电子传输层具有更高的相互吸附能，成为加重溶剂残留的重要因素。溶剂残留一方面会导致残余碘化铅的形成，另一方面会诱导钙钛矿非晶相和孔隙等的形成；并且由于配位溶剂的吸湿性会阻碍钙钛矿从中间相向三维相的转变并诱导杂质相的产生。研究人员提出在二氧化锡和钙钛矿之间引入一层带孤对电子的无机磷酸二氢钾（PDP）竞争夹层。理论计算表明PDP与钙钛矿之间的吸附能高于对应的钙钛矿与配位溶剂之间的吸附能。这样PDP层的插入可减少底界面钙钛矿薄膜中的钙钛矿-DMSO相，并且PDP上的孤对电子有效地破坏了DMSO与SnO₂的结合，同时PDP与SnO₂强的吸附使其不会在钙钛矿前驱体成膜过程中进入钙钛矿层，最终实现了均质的钙钛矿底界面。另外PDP层的插入降低了钙钛矿薄膜中的光子声子耦合系数（Г_op）、延长了载流子扩散长度。最终，基于结合能竞争调控策略，不同季节制备正置结构钙钛矿电池的一致性和重现性得到提升。

作者简介：葛艳松，副教授，硕士生导师，于2025年7月加入yL23411永利集团。主要从事新型半导体光电子材料与器件的研究。以第一作者或者通讯作者身份在国际重要期刊Nature Photonics、Science Advances、Nature Communications、Advanced Materials、Advanced Energy Materials等发表多篇学术论文，其中1篇入选ESI热点论文，2篇入选ESI高被引论文。

由方国家教授领衔的先进能源与未来显示技术研究团队（/info/1341/13265.htm）专注于新能源科学与工程领域，致力于新型半导体光电器件的前沿研究，涵盖从材料设计、器件制备到应用开发的全链条创新。主要研究方向包括新型薄膜太阳能电池、先进发光材料与照明显示技术、高性能光电探测与成像系统等，旨在推动能源与显示技术的融合发展，服务于国家战略性新兴产业发展需求。

致谢：该研究得到了国家自然科学基金、湖北省自然科学基金和纺织新材料与先进加工全国重点实验室开放基金等项目的支持。