效率19.3%采用二维封盖层钝化处理无机CsPbI₃钙钛矿微组件性能

目前，表面钝化技术被广泛视为提升CsPbI₃太阳能电池性能的重要手段。然而，在大面积CsPbI₃薄膜上实现有效且均匀的钝化效果仍是一大技术挑战，这成为制约高性能无机钙钛矿太阳能模块（PSM）发展的关键瓶颈。由于无机CsPbI₃中Cs与Pb-I框架之间存在强离子键，使得通过后续处理在薄膜表面构建二维钙钛矿层变得尤为困难，尽管这种方法在有机-无机杂化钙钛矿中已被证明是有效的缺陷消除手段。

针对这一技术难题，上海交通大学环境科学与工程学院赵一新教授、缪炎峰教授和陈悦天教授带领其科研团队，经过深入研究，开发出了一种新颖且可编程的表面重构策略。该策略巧妙地利用2-(1-环己烯基)乙基碘化铵（CHEAI）作为关键材料，能够轻松地将CsPbI₃钙钛矿的表面钝化转变为二维钝化。与传统的表面钝化方法相比，通过精确调控CHEAI的化学计量比，该团队成功地在CsPbI₃薄膜上原位构建了二维CHEA₂PbI₄层。这一创新不仅显著提升了钝化效果，还有利于优化CsPbI₃薄膜与空穴传输层（HTL）之间的能级排列，从而有效提升了器件性能。

特别值得一提的是，当器件面积扩大时，这种二维结构的构建效果更为显著。基于二维CHEA₂PbI₄的最优CsPbI₃ PSM（有效面积为12.44平方厘米）实现了创纪录的19.32%的高效率（经认证的效率为18.83%），并且稳定性得到了显著提升。这一成果不仅验证了二维钝化策略的有效性，更为本征稳定的钙钛矿材料的实际应用提供了有力支撑。

总结而言，赵一新教授、缪炎峰教授和陈悦天教授带领的科研团队，通过开发可控的表面重构策略，成功攻克了在CsPbI₃薄膜上原位构建二维钙钛矿层的技术难题。他们通过精确调控CHEAI的化学计量比，实现了从表面钝化到二维CHEA₂PbI₄钝化的转变，从而显著提升了CsPbI₃ PSM的光电转换效率（PCE）至19.3%，这一效率是目前基于CsPbI₃的报道中的最高值。

文献信息：

2D Capping Layer Passivation toward Inorganic CsPbI3 Perovskite Minimodule

Haifei Wang, Bowei Li, Fang Liu, Wenji Zhan, Menglei Feng, Jiahao Guo, Shaowei Wang, Yugang Liang, Yingping Fan, Yuetian Chen, Yanfeng Miao, Yixin Zhao

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202423397