西安交通大学杨生春、梁超团队在Nature期刊发表题为《Nd@C82-聚合物界面应用于高效稳定钙钛矿太阳能电池》（“A Nd@C82-polymer interface for efficient and stable perovskite solar cells”）的研究论文。西安交通大学物理学院博士研究生林越辛、水源、朱文静，西安交通大学化学学院硕士研究生吕世丽，福建农林大学林智超博士为论文共同第一作者；物理学院梁超研究员、杨生春教授、杨涛研究员，化学学院蔡文婷研究员（丁书江教授团队），澳门大学邢贵川教授，河南大学李萌教授为论文共同通讯作者。
核心亮点：本文通过分子界面工程，首创了一种内嵌金属富勒烯分子Nd@C82与聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的耦合结构，所制备的倒置型钙钛矿光伏太阳能电池的光电转换效率（PCE）分别为26.78%（0.08cm2）（认证值为26.29%）和23.08%（16cm2，模块），在湿热测试条件（ISOS-D-3标准）下经过1000小时效率仍保持在99%以上。
01研究背景
近年来，作为光伏领域的新兴技术，钙钛矿太阳能电池以优异的光电转化效率和低温溶液加工特性，被视为下一代光伏技术的战略制高点。然而，如何在保持高转换效率的同时，确保电池的长期稳定性，始终是制约钙钛矿太阳能电池商业化应用的重大挑战。
02研究内容
针对这一问题，西安交通大学物理学院梁超研究员（杨生春和杨志懋教授团队）通过分子界面工程，首创了一种内嵌金属富勒烯分子Nd@C82与聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的耦合结构，对钙钛矿层进行原位封装，有效提高了钙钛矿太阳能电池的效率与稳定性。
所制备的倒置型钙钛矿光伏太阳能电池的光电转换效率（PCE）分别为26.78%（0.08cm2）（认证值为26.29%）和23.08%（16cm2，模块），在湿热测试条件（ISOS-D-3标准）下经过1000小时效率仍保持在99%以上。
这一创新成果揭示了一种分子界面极化调控新机制，将为高性能钙钛矿太阳能电池设计开发提供新路径。
03核心创新点
该研究的核心创新点在于利用内嵌金属富勒烯分子Nd@C82作为电磁耦合传输介质，可通过界面极化增强电子提取能力和效率，进而耦合聚合物PMMA使该界面兼具了优异结构保护性能和超快电子选择传输特性，确保了电池中均质且超快电子提取，从而兼顾超快电子提取和原位封装的特点，促进均匀的电子提取并抑制离子相互扩散，最终显著提升了钙钛矿太阳能电池在高温、高湿等复杂环境下的PCE和运行寿命，拓展了其在户外及实际应用场景中的发展潜力。
