武汉大学物理科学与技术学院的研究团队在钙钛矿太阳能电池领域取得重要突破，相关成果发表于国际权威期刊《科学》上。该研究提出了一种创新的“原子尺度界面键合”技术，通过引入氧化铪（HfOx）中间层，成功解决了钙钛矿电池效率与稳定性难以兼顾的长期难题。
钙钛矿太阳能电池因其高理论效率潜力备受关注，但实际应用中面临两大挑战：一是电荷传输界面在高温和光照下易退化，二是离子迁移导致性能衰减。传统解决方案多采用有机分子层修饰界面，但这类材料在持续工作条件下稳定性不足，限制了器件寿命。研究团队另辟蹊径，利用原子层沉积工艺在电池关键界面构建无机氧化物中间层，从原子层面实现界面结构的精准调控。
具体而言，团队在空穴传输层界面制备了经退火处理的n型HfOx层，该层表面富含羟基且呈路易斯酸性，能与自组装分子形成稳定的三齿配位结构，显著增强界面热稳定性和机械附着力。在电子传输层侧，p型HfOx层通过强Hf···F键合作用固定钝化分子，有效抑制高温脱附现象，同时阻断碘离子向金属电极的迁移路径。这种双重防护机制从根源上减缓了器件性能衰退。
实验数据显示，采用该技术制备的p-i-n型钙钛矿电池功率转换效率达27.1%（第三方认证效率26.6%），在85℃持续光照条件下运行5000小时后，仍能保持初始效率的90%以上，高温工作寿命（T90）较传统器件提升25倍。这项突破不仅实现了效率与稳定性的同步提升，更验证了无机氧化物中间层在原子级界面工程中的独特优势。
研究团队指出，原子层沉积技术具有大面积制备的工艺兼容性，为钙钛矿光伏技术的产业化应用提供了关键解决方案。该成果得到国家自然科学基金和国家重点研发计划的支持，论文详细阐述了氧化铪界面稳定策略的设计原理与实验验证过程。
