吴素娟&李永&刘治科AM：硫代羧酸盐介导的缺陷抑制与碘分子清除：实现22.16%高效稳定CsPbI₃钙钛矿太阳能电池

全无机CsPbI₃钙钛矿太阳能电池（PSCs）相比有机-无机杂化体系具有更好的热稳定性，但面临界面缺陷、碘空位导致的复合、有害碘分子（I₂）生成及铅泄露等问题，限制了其性能与稳定性。

为解决上述多维度挑战，本文华南师范大学吴素娟、陕西师范大学李永和刘治科等人引入吡咯烷二硫代氨基甲酸铵（AP）作为多功能界面修饰剂。AP中的硫代羧酸盐基团可强螯合欠配位Pb²⁺，钝化缺陷并抑制铅泄露；其含氮部分与I⁻形成氢键，抑制碘空位形成。尤为关键的是，AP的氧化还原活性可化学清除已有I₂并阻止其在热/环境应力下生成。这些协同作用促进薄膜结晶度提升、陷阱密度降低、界面能级优化及电荷提取增强。AP修饰后的CsPbI₃ PSCs实现了22.16%的显著提升光电转换效率和1.29 V的开路电压。此外，器件表现出优异的运行稳定性，在最大功率点持续光照1000小时后仍保持97%的初始效率。

本工作证明了AP作为高效界面调控剂的有效性，并为稳定高效全无机PSCs的多功能分子工程提供了新思路。

研究亮点：

1. 一石三鸟的多功能分子设计：AP分子同时具备强螯合（抑制铅泄露）、氢键结合（减少碘空位）和氧化还原（清除碘分子）三重功能，协同提升CsPbI₃薄膜的结构与界面稳定性。

2. 高效缺陷抑制与能级优化：AP处理显著提升薄膜结晶质量、降低陷阱态密度，并优化钙钛矿/空穴传输层能级对齐，实现高达22.16%的转换效率与1.29 V的高开路电压。

3. 突破性长效运行稳定性：AP修饰后的器件在未封装条件下存储1000小时保持97%效率，封装器件在持续最大功率点跟踪光照1000小时后效率几乎无衰减，彰显其优异的抗环境与光热衰减能力。

H. Lei, Y. Cai, Y. Li, et al. “ Thiocarboxylate-Mediated Defect Suppression and I2 Scavenging: Achieving 22.16% Efficient and Stable CsPbI3 Perovskite Solar Cells.” Adv. Mater. (2025): e12308.

https://doi.org/10.1002/adma.202512308

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