逄淑平等人AEL：多功能氟化自聚合添加剂提升钙钛矿光伏性能

自聚合添加剂的引入是提高钙钛矿太阳能电池（PSCs）效率与稳定性的有效策略，但其结构-性能关系尚不明确。

本文青岛科技大学蒋晓庆、英国纽卡斯尔大学Zhongjin Shen和中国科学院逄淑平等人系统研究了两类自聚合添加剂：2,2,3,3,3-五氟丙基丙烯酸酯（PFPA）和正丙基丙烯酸酯（NPA）。两种添加剂在钙钛矿退火过程中均可发生原位热聚合。氟化的PFPA与欠配位Pb²⁺之间存在强相互作用，能有效调控结晶并钝化缺陷。聚合后的PFPA优先富集于钙钛矿上表面，形成疏水偶极层，增强电荷提取与界面稳定性。

基于聚合PFPA的PSCs实现了26.01%的冠军光电转换效率（PCE），并在85℃氮气环境中老化840小时后保持90.0%的初始效率，在最大功率点跟踪1000小时后保持95.1%。此外，活性面积为14 cm²的迷你组件实现了21.66%的PCE。

文章亮点：

1. 氟原子的关键作用：氟化添加剂PFPA通过氟基与羰基的协同作用，显著增强与Pb²⁺的配位能力，更有效地调控结晶动力学、钝化缺陷，并形成表面疏水偶极层。

2. 多功能提升性能与稳定性：PFPA不仅改善薄膜形貌、提升结晶质量，还优化能级排列、抑制离子迁移，使器件在效率（冠军PCE 26.01%）、热稳定性（85℃下840小时保持90%效率）与运行稳定性（MPP跟踪1000小时保持95.1%）方面均显著优于对照组及NPA组。

3. 具备组件扩展潜力：基于PFPA的钙钛矿太阳能迷你组件（活性面积14 cm²）实现了21.66%的PCE，展现了该添加剂在大面积制备中的应用前景。

Multifunctional Fluorinated Self-Polymerizable Additive Improves the Performance of Perovskite Photovoltaics

Na Shi, Hao Tian, Guangyue Yang, Panyu Wang, Yu Lei, Wei Li, Jingfu Jiang, Xiaoqing Jiang, Zhongjin Shen, Marina Freitag, Xin Guo, and Shuping Pang

ACS Energy Letters 0, 0, pp

DOI: 10.1021/acsenergylett.5c03901

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.5c03901

学术交流QQ群

知光谷光伏器件学术QQ群：641345719

钙钛矿产教融合交流@知光谷（微信群）：需添加编辑微信

为加强科研合作，我们为海内外科研人员专门开通了钙钛矿科创合作专业科研交流微信群。加微信群方式：添加编辑微信pvalley2024，备注：姓名-单位-研究方向（无备注请恕不通过），由编辑审核后邀请入群。