葛子义等人AEM:空间柔性多位点酰胺衍生物提升反式钙钛矿太阳能电池及组件的性能

来源:知光谷发布时间:2025-09-04 09:36:59

设计具有多重协同效应的添加剂钝化剂已成为调控钙钛矿(PVK)晶粒生长和降低缺陷密度的有效策略。

本研究大连理工大学梁红伟、中国科学院杨孟锦、谢莉莎和葛子义等人将一种空间柔性多位点酰胺衍生物 N-(叔丁基)-4-脲基苯甲酰胺(NUNB)引入钙钛矿中,不仅通过其空间柔性的 C=O/N–H 官能团与 PVK 相互作用钝化缺陷,还能通过与 FA⁺/MA⁺ 形成氢键调控结晶过程,从而获得具有更大晶粒、更低残余张力和缺陷密度的高质量 PVK 薄膜。同时,NUNB 能有效调控电荷传输行为,抑制陷阱辅助的非辐射复合,并提升钙钛矿太阳能电池(PSCs)的稳定性。

最终,经 NUNB 处理的 PSC 实现了 26.34% 的优异效率(认证效率 26.03%),并具备出色的热稳定性和运行稳定性。此外,相应的刚性组件也验证了该策略的可扩展潜力,效率达到 21.92%。

文章亮点总结

设计空间柔性多位点钝化剂NUNB:通过不对称结构和多个活性位点(C=O/N–H)实现与Pb²⁺的配位和与FA⁺/MA⁺的氢键作用,协同钝化缺陷并调控结晶过程。

实现高效率与高稳定性:NUNB修饰的反式PSC效率达26.34%(认证26.03%),组件效率达21.92%,并在MPP跟踪1000小时后仍保持90%以上初始效率。

全面提升薄膜质量:NUNB显著增大晶粒尺寸、降低残余应力、减少缺陷密度,并增强器件对紫外、高温和湿度的稳定性,具备产业化应用潜力。

S. Du, X. Tong, W. Zhang, et al. “ Spatially Flexible Multisite Amide Derivative Enhances the Performance of Inverted Perovskite Solar Cells and Modules.” Adv. Energy Mater. (2025): e03781.
https://doi.org/10.1002/aenm.202503781

责任编辑:wanqin
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