氯化氮杂环丁烷辅助早期结晶湿膜处理缺陷钝化CsPbI₃ PSCs中应用

主要内容

华北电力大学姚建曦等人研究发现，铯铅碘（CsPbI₃）钙钛矿太阳能电池（PSCs）兼具优异的热稳定性与可观的光电转换效率，是极具潜力的新一代光伏候选器件。然而，赋予其优良光电性能的黑相CsPbI₃在室温条件下呈亚稳态，极易发生相降解，这一缺陷严重制约了器件的实际应用。

目前，行业内广泛采用甲脒铅碘（CsPbI₃）作为工艺中间体调控钙钛矿结晶，但该策略存在甲脒离子（DMA+）脱除速率缓慢、脱除不完全的问题，不仅阻碍钙钛矿晶体的生长进程，还会诱导形成富含缺陷的微观结构。针对这一痛点，姚建曦等人开发了一种基于氯化氮杂环丁烷鎓（AzCl)）的湿膜后处理策略，通过在自上而下的结晶过程中促进DMA+的脱除，实现黑相CsPbI₃的快速形成。

与传统的表面处理策略不同，该方法可使氮杂环丁烷鎓离子（Az+）直接参与钙钛矿的结晶过程——既削弱DMA+–[PbI3]−之间的相互作用，又能作为模板诱导晶体从表面开始定向生长。这种双重作用不仅促进黑相钙钛矿的早期结晶，改善晶体取向排列，还能有效抑制缺陷生成，进而实现器件光电性能与运行稳定性的协同提升。

测试结果表明，经优化的CsPbI₃钙钛矿太阳能电池，其光电转换效率（PCE）高达21.82%；在未封装的情况下，于大气环境中连续运行500小时后，仍可保持初始效率的94.7%。对于面积扩大至larger-area1cm²的器件，其光电转换效率依旧维持在17.64%的较高水平；在弱光条件下（2956K色温，1062lux照度），器件光电转换效率更是达到39.94%，展现出卓越的弱光响应特性。

文献信息

AzetidiniumChloride-AssistedEarlyCrystallizationandDefectPassivationviaWet-FilmTreatmentinCsPbI3PerovskiteSolarCells

YaoFu,JiaXu,HuifangHan,XueqiZhang,KunLang,FanShen,ZhenxuSun,YahanWu,XingyuGao,XuPan,JianxiYao

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202508334