AEM：寬禁帶錫鈣鈦礦電池突破季節性魔咒，11個月重現性＞80%，疊層效率創17.4%新高！

寬禁帶錫鈣鈦礦器件的進展受到季節性不穩定性和有限重現性的嚴重制約，主要源于濕氣誘導的PEDOT:PSS過度摻雜與Sn2?氧化。

本文成均館大學Sang Uck Lee和中央大學Dong-Won Kang等人通過將新型S-芐基-L-半胱氨酸分子引入PEDOT:PSS，提出了一種疏水質子鎖定界面工程策略。SBLC的疏水芐基骨架、氨基團及顯著偶極矩可與Sn2?形成強配位，有效阻止濕氣侵入并穩定埋底界面能級。這種多功能調控抑制了缺陷，并在不同濕度和季節條件下促進均勻結晶。優化后的目標器件基于PEA?.??FA?.??EA?.??SnI?.??Br?.??寬禁帶錫鈣鈦礦組分，實現了11.50%的光電轉換效率，并在11個月內每月制備的279個器件中平均性能保持率超過80%，從而首次建立了季節性重現性基準。此外，該策略在各種應力條件下表現出更高的穩定性，并在采用寬禁帶錫鈣鈦礦的全鈣鈦礦疊層器件中實現了17.40%的創紀錄效率。

本工作為可重現、疊層兼容、無鉛光伏器件提供了可擴展的路徑。

研究亮點

1. 質子鎖定+疏水屏蔽雙功能界面工程：創新引入SBLC分子，其氨基鎖定PEDOT:PSS釋放的質子，抑制過度摻雜；疏水芐基阻擋濕氣侵入，同時通過巰基/羧基配位穩定Sn2?，實現界面能級、化學與濕度穩定性的協同提升。

2. 首次實現寬禁帶錫鈣鈦礦器件的季節性重現性：在11個月（涵蓋不同季節濕度變化）內制備的279個器件中，目標器件平均性能保持率＞80%，標準偏差僅0.91，顯著優于對照組（～68%，標準偏差1.73），首次系統解決季節性波動難題。

3. 高效全鈣鈦礦疊層集成創紀錄效率：基于該界面策略的半透明寬禁帶錫鈣鈦礦子電池效率達10.46%，與窄禁帶錫鉛鈣鈦礦子電池組成的四端子全鈣鈦礦疊層器件效率達17.40%，為目前報道的最高值，展示了其在高效無鉛疊層光伏中的實際應用潛力。

S. Cho, S. C. Cho, P. Pandey, et al. “ Achieving Seasonal Reproducibility in Wide-Bandgap Sn-Based Perovskite Solar Cells via Proton-Locking Interface Engineering.” Advanced Energy Materials (2025): e05598.

https://doi.org/10.1002/aenm.202505598

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