表面功能材料驱动的钙钛矿太阳能电池封装新策略——苏州大学李永舫/李耀文团队AM进展解读

钙钛矿太阳能电池（PSCs）凭借高效率、低成本和可溶液加工等优势，成为新一代光伏技术的重要候选。其长期稳定性不足，尤其是对水汽、氧气、热和光照等环境因素的敏感性，严重制约了产业化进程。封装材料与封装工艺因此成为提升器件寿命的关键环节。苏州大学李永舫院士团队李耀文教授在《Advanced Materials》（AM）上报道了在钙钛矿太阳能电池封装材料方面取得的新进展，突出了“表面功能材料”在封装体系中的核心作用，为高稳定PSCs的设计提供了新思路。

传统封装多依赖物理阻隔层（如玻璃、聚合物膜和密封胶），以降低外界水氧侵入。但单纯的物理阻隔往往难以应对封装界面处的化学与电学退化，例如封装材料与钙钛矿表面之间的相互作用、界面缺陷诱导的离子迁移、以及热应力导致的分层与裂纹。李耀文教授团队的研究思路是将“表面功能材料”引入封装体系：通过在钙钛矿表面或封装界面构建功能化修饰层，使其同时承担缺陷钝化、离子迁移抑制、界面粘附增强和环境阻隔等多重角色，从而实现“化学钝化+物理封装”的协同稳定化。

从材料设计角度看，表面功能材料的关键在于功能基团的精准选择与界面能级/化学相互作用的调控。含孤对电子的官能团（如羰基、羟基、氨基、硫基等）可与钙钛矿表面未配位Pb2+或卤素空位形成配位或氢键作用，降低表面缺陷密度，抑制非辐射复合；功能层还可通过交联、聚合或与封装胶形成化学键合，提高界面粘附力和机械柔韧性。具有疏水特性的表面功能材料能够阻挡水汽沿晶界和界面扩散，而具备一定导电性或能级匹配的修饰层则有利于保持界面载流子传输，避免封装引入额外串联电阻。

该工作在封装材料方面的新进展体现在：一是将表面功能材料与封装结构一体化设计，使修饰层与封装层在化学和力学上协同，减少传统多层封装中的界面弱连接；二是强调封装界面稳定性的评价方法，不仅关注器件初始效率，更关注在湿热、光热和热循环等加速老化条件下的效率保持率与界面形貌演变；三是为可规模化封装工艺提供材料层面的兼容性，例如溶液法或低温工艺可实现的表面功能化处理，有利于与现有涂布、层压和组件封装流程衔接。

从应用前景看，表面功能材料驱动的封装策略有望提升钙钛矿组件在户外复杂环境中的可靠性，尤其是在高温高湿、紫外辐照和机械载荷耦合条件下。未来研究可进一步聚焦：发展多功能一体化表面材料，兼顾钝化、阻隔、粘附和导热；建立封装界面老化机理与寿命预测模型；以及面向大面积组件和柔性器件的封装材料与工艺协同优化。李永舫院士团队李耀文教授在AM上的新进展表明，表面功能材料正从“辅助修饰”走向“封装体系的关键组成”，为钙钛矿太阳能电池的稳定性突破和产业化推进提供了重要材料基础。