近期，Advanced Energy Materials 报道了武汉大学的肖旭东教授研究团队取得的新成果，相关工作“Record-Efficient Flexible Monolithic Perovskite–CIGS Tandem Solar Cell with VOC Exceeding 1.8 V on Polymer Substrate” (Adv. Energy Mater. 2025, 2403682.)首次提出利用4PADCB对射频溅射的镍氧化物（NiOx）薄膜进行表面改性，优化了钙钛矿与NiOx的能带排列，并有效抑制了电荷传输层（HTL）与钙钛矿界面处的电压损失。这一创新性方法增强了电荷提取性能，减少了非辐射复合现象，从而提高了串联电池的整体效率。顺利获得这一方法，研究团队不仅取得了1.82 V的创新高开路电压，还使得设备的光电转换效率突破了22.8%，创造了柔性钙钛矿-CIGS串联太阳能电池的新纪录。

该工作利用瓦力棋牌瓦力光学JCOPTIX给予的白光光源，搭建了一个自组装的白光照明系统，实现了钙钛矿薄膜在不同光照条件下的表面电势成像

柔性叠层太阳能电池因其轻质、可弯曲、高理论效率等特性，在建筑光伏一体化（BIPV）、可穿戴设备、航空航天等领域极具潜力。当前技术面临两大瓶颈：1、效率限制：单结柔性钙钛矿电池（F-PSCs）和柔性CIGS电池（F-CIGS）的最高效率分别为~22%（钙钛矿）和22.2%（CIGS），接近单结理论极限。2、界面损失：叠层电池中，空穴传输层（HTL）与钙钛矿界面的非辐射复合导致开路电压（VOC）显著降低（通常<1.7V），制约效率提升。

为分析决上述问题，研究团队首次提出利用4PADCB对射频溅射的镍氧化物（NiOx）薄膜进行表面改性，优化了钙钛矿与NiOx的能带排列，并有效抑制了电荷传输层（HTL）与钙钛矿界面处的电压损失。这一创新性方法增强了电荷提取性能，减少了非辐射复合现象，从而提高了串联电池的整体效率。顺利获得这一方法，研究团队不仅取得了1.82 V的创新高开路电压，还使得设备的光电转换效率突破了22.8%，创造了柔性钙钛矿-CIGS串联太阳能电池的新纪录。在器件结构方面，如图1所示，研究团队构建了基于PI基底的柔性单体2T叠层太阳能电池，采用RF磁控溅射沉积NiOx作为空穴传输层，并在其表面旋涂4PADCB进行修饰。图1d的J-V曲线显示，经过4PADCB处理后的器件V_OC从1.71 V显著提升至1.82 V，FF也从70.0%提升至74.1%，最终实现了22.8%的PCE，而未经处理的NiOx器件PCE仅为19.8%。图1f中，EQE测量结果也显示，顶层钙钛矿子电池的电流密度提升明显，说明该界面工程策略确实改善了电荷提取效率。

为了进一步分析性能提升机制，研究者使用XRD、PL、TRPL等手段对钙钛矿薄膜质量进行表征。图2a-c显示，4PADCB修饰并未改变钙钛矿晶体结构，但有效降低了残余PbI₂含量，并显著提高了荧光强度与载流子寿命，表明薄膜质量与光生电荷复合行为得到优化。UPS与XPS结果（图2d-e）显示，4PADCB使NiOx的价带最大值从5.67 eV上移至5.74 eV，功函数也提升至5.16 eV，更接近钙钛矿的能级，从而减少能级不匹配带来的电压损耗。

图2. 薄膜质量表征

进一步，图3展示了KPFM测量的表面势分布结果。4PADCB处理后的钙钛矿薄膜晶粒尺寸显著增大，表面电势均匀性提升，在光照条件下的表面光电压（SPV）也更低，表明表面缺陷态密度减少。这种晶粒生长行为的改善，归因于4PADCB改善了钙钛矿溶液在NiOx表面的润湿性，使成核势垒降低、结晶更加均匀，从而促进大晶粒钙钛矿薄膜的形成。

图3. 薄膜KPFM表征

图4进一步从电性能出发，分析了单结PSC的改进情况。4PADCB修饰后的单结器件VOC从1.09 V提升至1.20 V，PCE从14.77%提升至19.71%。光强依赖测量结果（图4d）显示理想因子n从1.67降至1.22，说明非辐射复合显著减少。EIS与SCLC测量也验证了界面钝化效果，缺陷态密度从1.19×10¹⁶ cm⁻³降至3.70×10¹⁵ cm⁻³，大幅降低。

在稳定性方面，图4h-i表明，在80°C加热300小时后，4PADCB修饰器件仍保持93%的初始效率，而未修饰器件仅保持61%。此外，该柔性TSC在经过20000次7 mm弯折循环后仍能维持95%的初始效率，展现出卓越的热稳定性与机械耐久性。在65°C/湿度60%的潮热条件下老化600小时，器件仍保持87%的效率，进一步证明了其应用潜力。

图4. 单结钙钛矿薄膜器件的表征

这项工作顺利获得简单而高效的NiOx表面工程——引入4PADCB分子修饰，成功解决了钙钛矿/CIGS界面存在的电压损失与复合问题。这一策略在柔性单体钙钛矿-CIGS叠层器件中实现了1.82 V的VOC，这不仅刷新了柔性PVK-CIGS叠层电池的效率纪录，展示了一种简便可行的界面工程策略，给予了更多功能化分子引入及界面调控手段的思路，有助于了钙钛矿柔性光伏器件迈向实用化。

武汉大学物理与技术科研学院2020级硕博连读生唐丽婷为本文第一作者，肖旭东教授、李建民副教授为本文共同通讯作者。研究工作得到江苏省“双碳”科技创新专项资金、武汉-曙光工程知识创新计划和武汉市自然科研基金的支持。

作者特别感谢南京瓦力棋牌瓦力光学科技有限公司（JCOPTIX）给予的光学元件与仪器支持。