郑州大学郭玮Angew: 低共熔新策略破解锂离子迁移难题,正式钙钛矿电池效率达26.53%【华中钙钛矿特辑】
- 2026-05-12 20:01:16
当前钙钛矿产业长三角市场竞争白热化、客户资源趋于饱和，开拓新区域成为产业突破关键。为抢抓钙钛矿产业规模化发展机遇，由中国国际科技促进会钙钛矿产业分会指导、光伏领跑者创新论坛主办的“首届钙钛矿与叠层电池（华中）产业化论坛”，将于2026年6月10-12日在湖北武汉盛大召开，论坛以武汉为核心枢纽，贯通华中全域、联动全国产业链，打造中部钙钛矿产业第一平台。
【华中钙钛矿力量特辑】
研究背景 在 n-i-p 型钙钛矿太阳能电池中，Spiro-OMeTAD 掺杂双三氟甲磺酰亚胺锂（LiTFSI）与 4-叔丁基吡啶（tBP）是实现高效率的关键，但Li+迁移与 LiTFSI 的吸湿性会严重降低器件长期稳定性。
文章简介 近日，来自郑州大学的郭玮教授，在国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition上发表题为“Lithium-Based Deep Eutectic in Spiro-OMeTAD Enable Efficient and Stable Perovskite Solar Cells”的文章。
该文章选用2,2'-二吡啶二硫醚（DpyDS）与Li+强相互作用，室温下与 LiTFSI 形成液态深共熔体系。该分子膜兼具抑制Li+扩散与修复空穴传输层孔洞双重功能，同时促进TFSI-解离、提升Spiro-OMeTAD空穴迁移率，强化空穴抽取并降低非辐射复合损失。
基于该策略的器件实现26.53%光电转换效率（第三方认证26.37%）；未封装器件在 ISOS-L-1I 标准下连续1800小时最大功率点追踪后，仍保持90.5%初始效率。
本文要点 要点一：提出双齿配体DpyDS与LiTFSI形成低共熔混合物的策略
本研究针对传统Spiro-OMeTAD空穴传输层中LiTFSI和tBP掺杂带来的关键问题（Li+迁移、LiTFSI吸湿、tBP挥发导致孔洞），提出引入2,2'-二吡啶基二硫化物（DpyDS）。
DpyDS作为一种双齿分子，能与LiTFSI在室温下以1:1摩尔比形成液态低共熔混合物。该混合物具有多重配位作用，可有效锚定Li+，抑制其扩散，同时形成液态分子膜，能对HTL中出现的孔洞进行自修复，从而显著提升器件稳定性。
要点二：DpyDS增强Spiro-OMeTAD的空穴提取能力与p-掺杂效果
DpyDS与Li+的强配位作用促进了TFSI-的解离，释放出更多自由TFSI-，进而与Spiro-OMeTAD+·O2-反应，形成稳定的Spiro-OMeTAD+·TFSI-复合物，增强了Spiro-OMeTAD的p-掺杂程度。
实验结果表明：Spiro-DpyDS薄膜的电导率提升至3.38×10-4 mS/cm；空穴迁移率达到5.01×10-3 cm2/V·s；HOMO能级（-5.31 eV）与钙钛矿价带顶的能级差最小，有利于空穴提取；TRPL测试显示，钙钛矿/Spiro-DpyDS的荧光寿命从55.01 ns降至5.61 ns，空穴提取效率高达98.76%。
要点三：DpyDS显著抑制Li+迁移与HTL结构退化
通过ToF-SIMS深度分析、电化学阻抗谱（EIS）和AFM形貌表征，研究发现：在对照组中，大量Li+从Spiro-OMeTAD迁移至钙钛矿体相甚至底部界面；而在DpyDS处理的器件中，Li+迁移被显著抑制，HTL中Li+保留率更高；
加速老化后，对照组HTL出现大量针孔，而DpyDS组仍保持致密均匀的形貌；EIS结果表明，DpyDS增加了Li+的迁移阻力，有效阻挡Li+纵向扩散。
要点四：器件实现26.53%的高效率与优异的长时稳定性
基于DpyDS掺杂的Spiro-OMeTAD制备了n-i-p型钙钛矿太阳能电池，并实现了26.53%的光电转换效率（认证效率26.37%）；VOC从1.146 V提升至1.189 V，填充因子高达85.36%；
在ISOS-L-1I协议（N2氛围、25°C、MPPT）下，未封装器件经过1800小时仍保持90.5%的初始效率；在ISOS-L-2I协议（65°C、MPPT）下，经过1000小时仍保持84.2%的初始效率；在ISOS-D-1I（30%湿度、暗态）下，3100小时后仍保持93%以上初始效率。
文章链接 H.Zhang, Y.Sun, and J.Guo et al., Angewandte Chemie International Edition ((2026): e9551164
https://doi.org/10.1002/anie.9551164
论坛信息
指导单位：中国国际科技促进会钙钛矿产业分会
主办单位：光伏领跑者创新论坛
时间地点：2026年6月10-12日，中国·武汉
联合主办：湖北万度光能有限责任公司、武汉九曜光电科技有限公司
协办单位：武汉逸飞激光股份有限公司
日程安排：
参会报名：18017724437，18017729437
合作赞助：18017729437，13815255935
参会费用：5月22日前报名，可享超值优惠价！
更多详情：论坛背景、论坛亮点，研讨议题，拟邀单位等，请点击以下链接查看 👉👉第一轮会议通知 👉👉论坛合集，内容持续更新内容来源：邃瞳科学云、钙钛光能
编辑：Melody
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【华中钙钛矿力量特辑】
在 n-i-p 型钙钛矿太阳能电池中，Spiro-OMeTAD 掺杂双三氟甲磺酰亚胺锂（LiTFSI）与 4-叔丁基吡啶（tBP）是实现高效率的关键，但Li+迁移与 LiTFSI 的吸湿性会严重降低器件长期稳定性。
近日，来自郑州大学的郭玮教授，在国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition上发表题为“Lithium-Based Deep Eutectic in Spiro-OMeTAD Enable Efficient and Stable Perovskite Solar Cells”的文章。
该文章选用2,2'-二吡啶二硫醚（DpyDS）与Li+强相互作用，室温下与 LiTFSI 形成液态深共熔体系。该分子膜兼具抑制Li+扩散与修复空穴传输层孔洞双重功能，同时促进TFSI-解离、提升Spiro-OMeTAD空穴迁移率，强化空穴抽取并降低非辐射复合损失。
基于该策略的器件实现26.53%光电转换效率（第三方认证26.37%）；未封装器件在 ISOS-L-1I 标准下连续1800小时最大功率点追踪后，仍保持90.5%初始效率。
要点一：提出双齿配体DpyDS与LiTFSI形成低共熔混合物的策略
本研究针对传统Spiro-OMeTAD空穴传输层中LiTFSI和tBP掺杂带来的关键问题（Li+迁移、LiTFSI吸湿、tBP挥发导致孔洞），提出引入2,2'-二吡啶基二硫化物（DpyDS）。
DpyDS作为一种双齿分子，能与LiTFSI在室温下以1:1摩尔比形成液态低共熔混合物。该混合物具有多重配位作用，可有效锚定Li+，抑制其扩散，同时形成液态分子膜，能对HTL中出现的孔洞进行自修复，从而显著提升器件稳定性。
要点二：DpyDS增强Spiro-OMeTAD的空穴提取能力与p-掺杂效果
DpyDS与Li+的强配位作用促进了TFSI-的解离，释放出更多自由TFSI-，进而与Spiro-OMeTAD+·O2-反应，形成稳定的Spiro-OMeTAD+·TFSI-复合物，增强了Spiro-OMeTAD的p-掺杂程度。
实验结果表明：Spiro-DpyDS薄膜的电导率提升至3.38×10-4 mS/cm；空穴迁移率达到5.01×10-3 cm2/V·s；HOMO能级（-5.31 eV）与钙钛矿价带顶的能级差最小，有利于空穴提取；TRPL测试显示，钙钛矿/Spiro-DpyDS的荧光寿命从55.01 ns降至5.61 ns，空穴提取效率高达98.76%。
要点三：DpyDS显著抑制Li+迁移与HTL结构退化
通过ToF-SIMS深度分析、电化学阻抗谱（EIS）和AFM形貌表征，研究发现：在对照组中，大量Li+从Spiro-OMeTAD迁移至钙钛矿体相甚至底部界面；而在DpyDS处理的器件中，Li+迁移被显著抑制，HTL中Li+保留率更高；
加速老化后，对照组HTL出现大量针孔，而DpyDS组仍保持致密均匀的形貌；EIS结果表明，DpyDS增加了Li+的迁移阻力，有效阻挡Li+纵向扩散。
要点四：器件实现26.53%的高效率与优异的长时稳定性
基于DpyDS掺杂的Spiro-OMeTAD制备了n-i-p型钙钛矿太阳能电池，并实现了26.53%的光电转换效率（认证效率26.37%）；VOC从1.146 V提升至1.189 V，填充因子高达85.36%；
在ISOS-L-1I协议（N2氛围、25°C、MPPT）下，未封装器件经过1800小时仍保持90.5%的初始效率；在ISOS-L-2I协议（65°C、MPPT）下，经过1000小时仍保持84.2%的初始效率；在ISOS-D-1I（30%湿度、暗态）下，3100小时后仍保持93%以上初始效率。
H.Zhang, Y.Sun, and J.Guo et al., Angewandte Chemie International Edition ((2026): e9551164
https://doi.org/10.1002/anie.9551164
论坛信息
指导单位：中国国际科技促进会钙钛矿产业分会
主办单位：光伏领跑者创新论坛
时间地点：2026年6月10-12日，中国·武汉
联合主办：湖北万度光能有限责任公司、武汉九曜光电科技有限公司
协办单位：武汉逸飞激光股份有限公司
日程安排：
参会报名：18017724437，18017729437
合作赞助：18017729437，13815255935
参会费用：5月22日前报名，可享超值优惠价！
内容来源：邃瞳科学云、钙钛光能
编辑：Melody
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关于CPPIA （China Perovskite PV&PE Industry Association）：
中国国际科技促进会钙钛矿产业分会，是1988年由国务院科技领导小组批准成立的全国性社会团体 - 中国国际科技促进会（国家一级行业协会）直属的行业分会，欢迎钙钛矿领域产、学、研、融、园等各相关单位关注并加入。
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