全无机倒置CsPbI₃钙钛矿太阳电池（PSCs）因其优异的热稳定性、可调带隙以及较高的光电转换效率（PCE），在光伏领域引起了广泛关注。然而，这类器件的性能与稳定性仍受到CsPbI₃钙钛矿薄膜内在缺陷的严重限制。一方面，薄膜表面及晶界处高密度的缺陷态会作为非辐射复合中心，缩短载流子寿命，并显著降低开路电压（V_OC）和填充因子（FF）。另一方面，由于钙钛矿层与电荷传输层之间能级匹配不佳以及界面电子态不均匀，往往导致电荷提取效率低下。

  针对上述问题，我院刘治科团队提出了一种基于介孔二氧化硅负载可调尺寸CsPbBr₃量子点（CPBQDs@MSNs）的界面钝化策略。通过选用不同大小孔径的介孔二氧化硅纳米颗粒模板，原位合成了不同尺寸的CPBQDs@MSNs复合材料，并系统研究了量子点尺寸对界面缺陷钝化、载流子动力学及器件性能的影响。当CPBQDs@M-MSNs（约8 nm）的孔径与CsPbBr₃的激子玻尔半径（约7 nm）相匹配时，激子-光子临界耦合效应可实现对界面电子态的均匀调控，从而显著抑制非辐射复合及缺陷的热激活过程。此外，CPBQDs@M-MSNs不仅能够填充钙钛矿表面及晶界缺陷，提高薄膜致密性和平整度，还可优化界面能级匹配、促进定向电荷传输，并构建起具有防潮作用的SiO2框架。基于该策略制备的倒置CsPbI₃ PSCs实现了22.15%的PCE，为目前报道的倒置CsPbI₃ PSCs的最高水平。此外，该器件在空气中储存1300 h后仍保持初始PCE的93.16%，在持续光照1000 h后仍保持98.14%的初始效率。本研究为精准调控钙钛矿表面性质、实现高效率与高稳定性的全无机CsPbI₃钙钛矿太阳电池提供了一种新的思路与方法。

  该工作得到了陕西省杰出青年科学基金（2025-JCJQN-004）、陕西师范大学材料科学与工程学院青年科学家创新项目（2024YSIP-MSE-SNNU002，2023YSIP-MSE-SNNU012）、国家自然科学基金（22572115）、国家重点研发计划（2022YFA1205502）以及西安市CBRN智能感知重点实验室的资助。相关成果以“Exciton-Photon Critical Coupling in Size-Tailored Quantum Dots Enables >22% Efficient and Stable Inverted CsPbI₃ Solar Cells”为题发表于国际著名期刊Advanced Materials上。我院2023级博士研究生徐东方与化学与化工学院2022级博士研究生崔凯翔为本文共同第一作者，通讯作者为我院刘治科教授以及化学与化工学院丁立平教授。

  （论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.73024）

撰稿：徐东方 审核：刘治科