中科院物理所孟庆波 Angew：三维氟化物分子胶改善高效钙钛矿太阳能电池中SnO2/钙钛矿界面

来源：印刷钙钛矿光电器件发布时间：2024-10-11 16:07:19

实际上，SnO2表面存在大量的缺陷，包括氧空位和悬垂键。当它与钙钛矿相结合时，容易在界面处发生晶格失配，从而导致界面应力和钙钛矿膜下表面晶格畸变。所有这些问题都将极大地增加非辐射重组，并抑制有效的载流子收集/运输。因此，迫切需要开发新的多功能钝化策略，可以同时钝化SnO2/钙钛矿界面两侧的表面缺陷。

基于此，中科院物理所李冬梅、孟庆波等人在期刊《Angewandte Chemie International Edition》发文，题为“Three-Dimensional (3-D) Fluoride Molecular Glue to Improve the SnO2/Perovskite Interface for Efficient Perovskite Solar Cells”，他们设计了一种基于四氟硼酸钾(KBF4)和三氟甲磺酰胺(TFMSA)分子内氢键相互作用的三维分子胶(KBF4-TFMSA)。实现了25.8%的显著效率，迟滞可以忽略不计，稳定输出功率为25.0%，另外还获得了1 cm2器件的24.57%的认证效率。进一步的研究表明，该KBF4-TFMSA可以与氧空位和SnO2中的欠配位Sn(IV)相互作用，同时FA+和BF4-之间的氢键相互作用以及磺酰氧和K+离子之间的静电吸引可以很好地固定FA+ (NH2-C=NH)和K+阳离子。从而增加了FAPbI3的晶粒尺寸，显著减少了界面缺陷，促进了载流子的提取/运输，从而提高了电池性能和优异的稳定性。非封装器件在连续照明(~100 mW cm-2) 1000小时的最大功率点(MPP)跟踪下可以保持91%的初始效率，并且在1000小时“双60”湿热稳定性测试(60°C和60%RH，相对湿度)后可以保持91%的初始效率。