北京
宽禁带钙钛矿太阳能电池是叠层光伏电池的核心组成器件，但由卤化物偏析与界面非辐射复合诱发的光致相不稳定性，严重限制了其光电性能与实际应用。针对该难题，宁波大学郑飞、胡子阳团队提出一种沉积后钝化策略，在宽禁带钙钛矿薄膜表面构筑超薄准二维钝化层，实现了器件效率与光稳定性的同步提升。
研究团队利用开尔文探针力显微镜与导电原子力显微镜开展纳米尺度表征，系统阐明了该钝化策略的微观改性机制：钝化处理可有效提升晶界局部功函数并诱导电势反转，重构晶界区域的能带弯曲与电荷分布。该静电调控作用能够显著抑制碘离子的富集与迁移，从根本上缓解光致卤化物偏析问题，同时封堵晶界处的电荷漏电路径，有效降低非辐射复合损耗。此外，基于三氟甲基苯乙基碘化铵（CF₃PEAI）构建的准二维界面层，不仅能够钝化钙钛矿薄膜表面的不饱和配位缺陷，还可优化钙钛矿/C₆₀界面的能级匹配关系，促进载流子高效抽取，进一步抑制界面电荷复合。
经该界面工程策略优化后，宽禁带钙钛矿太阳能电池的开路电压可达1.30V，最优光电转换效率提升至20.12%，器件光照稳定性与工作稳定性均得到明显改善。该研究表明，精准的界面调控是解决混合卤化物宽禁带钙钛矿电压损失与光稳定性差等关键问题的有效手段。利用CF₃PEAI进行表面钝化可实现器件效率与稳定性的协同提升，为高性能单结及叠层钙钛矿太阳能电池的高效、可规模化制备提供了优异的界面设计思路与技术支撑。
文献信息
GrainBoundaryElectrostaticRegulationSuppressesHalideSegregationandBoostsPhotovoltageinWide-BandgapPerovskiteSolarCells
PengxiWang,ChunyanLu,BiaoYang,LiSheng,XuWang,ZhenfuZhao,ZiyangHu,FeiZheng
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adom.71505
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