北京
主要内容
在柔性钙钛矿太阳能电池中，通过在埋底界面实现分子锚定，可以有效解决附着力弱、基板易形变以及缺陷钝化等关键问题。本这篇文章中南京理工大学 周杰教授带领团队在电子传输层（ETL）与钙钛矿层之间引入一种极性对称小分子（DPBCA）作为缓冲层。DPBCA分子所携带强极性官能团（–C═O和−CN）在脆弱的ETL/钙钛矿界面上展现出了卓越的附着性能，这不仅增强了掩埋界面的韧性，还显著减少了残余应力，进而提升器件的机械稳定性。
研究结果显示，DPBCA的对称结构能够提供足够数量的配体，用来协同钝化多位点缺陷。值得注意的是，DPBCA分子两侧对称官能团的集体相互作用强度远超单侧孤立相互作用的强度。具体而言，DPBCA分子中的羰基和氰基能够钝化未配位的Pb2+/Sn4+离子。此外，其羰基和羟基还能与碘（I）发生相互作用，协同钝化I空位并有效抑制I的迁移，从而进一步增强了钝化效果。这种协同钝化机制极大地降低了缺陷密度，并显著延长了钙钛矿薄膜中电荷载流子的寿命。因此，基于FA0.85MA0.15PbI3的器件（面积0.34 cm2）效率得以提升33%，最高效率可达23.05%。在不同环境条件下经过弯曲测试循环后，目标器件在光照、水浸和温度变化等条件下的稳定性显著提升，同时保持超过81.3%的初始光电转换效率（PCE）。
文献信息
Symmetric Polar Molecule Optimized Buried Interface for Stable Flexible Perovskite Solar Cells
Yan Wang，Qin Cao，XuwuXiang，Jie Zhou
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.4c07911
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