
钙钛矿与空穴传输层(HTL)间的缺陷底界面限制了p-i-n结构钙钛矿太阳能电池(PSCs)的性能。
本研究湖南师范大学翟亚新和王继飞等人通过在PTAA HTL上引入超薄聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)局域接触层,填补其针孔并螯合未配位Pb²⁺,显著减少了钙钛矿近HTL区的非晶区域并钝化了界面缺陷。瞬态反射光谱显示,该绝缘层不影响电荷传输与收集效率。PMMA还能诱导钙钛矿(111)晶面择优生长,释放晶格应变。此外,PMMA的深HOMO能级可抑制I₂向PTAA渗透及其副反应。
基于FA₀.₉₀Cs₀.₁₀PbI₂.₈₃Br₀.₁₇的PSCs实现了22.6%的光电转换效率(PCE),且稳定性显著提升(光氧稳定性T₈₀提高5倍,光热稳定性提升4倍)。
文章亮点
界面缺陷协同修复:PMMA层同时填补PTAA针孔、螯合未配位Pb²⁺,将钙钛矿非辐射复合损失降至最低,器件Voc提升至1.15 V。
晶面定向调控:PMMA诱导钙钛矿(111)晶面择优生长,抑制离子迁移,光氧稳定性T₈₀从11小时延长至55小时。
高效电荷传输:超薄绝缘层不阻碍载流子提取,器件PCE达22.6%,MPP追踪982小时后仍保持82%初始效率。
Y. Li, Y. Chen, K. Ding, Y. Guo, Y. Liu, S. Lu, Q. Zou, R. Liang, S. Liu, Z. Liu, H. Xie, D. Tang, L.-M. Kuang, Y. Zhai, J. Wang, Localized Lead-Chelating Insulator Bottom Contact for Efficient and Stable p-i-n Perovskite Solar Cells. Adv. Sci. 2025, e09816.
https://doi.org/10.1002/advs.202509816
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