有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池作为新一代高效、低成本的光伏技术，吸引了学术界和工业界的广泛关注。在典型的n-i-p型钙钛矿太阳能电池中，氧化锡（SnO₂）因具有优异的光学透过率、抗反射性和高电子迁移率等优点成为电子传输层的首选。然而，SnO₂薄膜的制备面临着一些氧空位、悬浮羟基、前驱体溶液不稳定性和能级不匹配等阻碍器件性能的挑战。虽然近年来研究人员通过掺杂、表面钝化、低温处理、形貌调控和前驱体溶液优化等方法取得了重大进展。但开发一种简单而有效的策略来同时解决表面缺陷、界面兼容性和膜形貌仍然是一个持续的挑战。

近日，南方科技大学徐保民教授和章勇研究助理教授团队提出了一种新的低成本有机交联策略。利用天然化合物双酚S（BPS）与商业化SnO₂胶体有机交联来改善SnO₂的性能。该方法提高了SnO₂的结晶度和晶粒尺寸，减少和钝化了材料内部的缺陷，提高了其电子传输性能。此外，SnO₂-BPS层有助于形成高效率的晶面取向的钙钛矿层，调节了界面能级，减少非辐射复合，增强界面处的载流子输运，最终获得了高效且稳定的钙钛矿太阳能电池。

研究表明，BPS通过酚羟基和磺酸基团与SnO₂形成交联网络，交联作用能促进商业化SnO₂从溶胶转化为凝胶，显著改善了SnO₂的物理化学性能。

BPS的交联增大SnO₂晶粒尺寸，降低了的表面粗糙度，提高了表面电势，并有效减少了缺陷。在SnO₂-BPS上形成的PbI₂薄膜在退火前含有明显的(PbI₂)₂·DMSO中间相，促进了钙钛矿薄膜的晶体生长和（100）取向增强，钙钛矿薄膜颗粒更大，界面更均匀，晶界缺陷更少。

BPS交联的SnO₂薄膜显著提高了电子传输能力，延长了载流子寿命，降低了非辐射复合和缺陷密度，降低了能垒，提高了电子传输层与钙钛矿的能级匹配。基于SnO₂-BPS的钙钛矿太阳能电池实现了24.87 %的光电转换效率，并且表现出优异的稳定性。

这项工作提出了一种利用BPS和SnO₂胶体之间交联相互作用的新型界面层，为开发具有潜在商业应用价值的高性能稳定钙钛矿太阳能电池提供了一种新思路。