通过平面共轭分子界面同时增强电荷提取和缺陷钝化实现22.49%效率的无机钙钛矿太阳能电池

来源：钙钛矿材料和器件发布时间：2025-08-13 13:54:59

钙钛矿/空穴传输层(HTL)界面的合理分子设计提供了一种抑制CsPbI3-xBrx基钙钛矿太阳能电池中非辐射复合的可行策略。然而，用单一分子修饰剂同时实现高效的缺陷钝化和快速的电荷提取仍然具有挑战性。鉴于此，2025年8月12日陕西师范大学田庆文&刘生忠于Angew刊发通过平面共轭分子界面同时增强电荷提取和缺陷钝化实现22.49%效率的无机钙钛矿太阳能电池的研究成果，采用平面共轭分子1,8-萘啶-2-胺(2-NA)作为多功能界面修饰剂，可同时增强 CsPbI3-xBrx钙钛矿太阳能电池中的电荷提取并抑制界面复合。结合密度泛函理论(DFT)计算和实验分析，2-NA通过非共价相互作用(例如π-π堆积和氢键)形成致密的保护层，有效钝化配位不足的Pb2+并抑制离子迁移。值得注意的是，2-NA的引入促进了热载流子的提取，将载流子的冷却时间从515 fs缩短至240 fs，并将载流子扩散长度增加了四倍，从而改善了电荷传输。优化后的器件实现了22.49%的功率转换效率，这是迄今为止此类钙钛矿太阳能电池的最高报道值。此外，该器件在环境条件下1008小时后仍保留了其初始效率的93.6%，展现出卓越的稳定性。这项研究提供了一种有前景的分子工程方法，可通过界面改性来增强无机钙钛矿太阳能电池的性能和耐久性。