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多孔铅碘化物(PbI₂)薄膜在顺序沉积技术中对于PbI₂与铵盐之间的完全反应至关重要,从而实现高结晶度的钙钛矿薄膜。
本文华中科技大学傅华华,武汉大学陈涛、柯维俊和方国家等人发现,锡(IV)氧化物(SnO₂)电子传输层(ETL)中的拉伸应力是影响PbI₂薄膜形貌和结晶的关键因素。基于这一点,使用三氟甲磺酸锂(LiOTf)作为界面修饰剂,调节SnO₂/PbI₂界面上的拉伸应力,从而降低PbI₂成核所需的临界吉布斯自由能。松弛的拉伸应力促进了更为多孔的PbI₂生成,具有更大的颗粒和更高的粗糙度,进而形成优质的钙钛矿薄膜。此外,这一策略有效钝化了SnO₂固有的电子陷阱,并平滑了界面能级,提升了电荷的提取和传输。因此,最终实现了25.33%的最高光电转换效率(PCE)(稳定在25.10%,测量时间为600秒)。
此外,该器件表现出优异的稳定性,在最大功率点追踪测试(在≈55°C温度下,100 mW/cm²白光照射,氮气气氛中)600小时后,保持了90%的初始PCE。
Z. Zheng, Y. Ge, X. Yang, W. Shao, H. Wang, Z. Yu, C. Tao, H. Fu, W. Ke, G. Fang, Stress Relaxation for Lead Iodide Nucleation in Efficient Perovskite Solar Cells. Adv. Mater. 2025, 2412304.
https://doi.org/10.1002/adma.202412304
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