尽管铅基钙钛矿太阳能电池具有优异的光电性能，但其内部存在的可移动离子所导致的不稳定性以及潜在的毒性问题是其商业化进程中的两大障碍。锡基钙钛矿作为一种环境友好的替代材料，被认为具有更小的离子诱导不稳定性，但目前尚缺乏系统研究。
本文德国波茨坦大学Felix Lang、柏林亥姆霍兹材料与能源中心Artem Musiienko和Antonio Abate等人系统研究了锡基钙钛矿太阳能电池中可移动离子的性质，量化了其离子损失，并与铅基及铅锡混合器件进行了对比。研究发现，采用无DMSO工艺制备的纯锡基钙钛矿样品的离子密度比铅基钙钛矿低10倍以上，且离子损失极低。纯锡基样品在持续光照下表现出最低的离子相关损失，并保持了优异的器件与薄膜稳定性。
本工作深化了对锡基器件中离子迁移现象的理解，为开发具有抑制离子迁移特性的创新性、稳定性薄膜太阳能电池开辟了新路径。
研究亮点：
- 极低离子密度与损失：无DMSO工艺制备的纯锡钙钛矿（FASnI3）离子密度低至2.2×1016 cm-3，比铅基钙钛矿低近10倍，离子损失几乎为零。
- 高稳定性表现：无DMSO锡基器件在最大功率点追踪下实现T80约600小时，远优于传统含DMSO锡基及铅基器件。
- 离子迁移机制解析：通过温度依赖性测试揭示锡空位主导的离子迁移机制，无DMSO工艺有效抑制了锡氧化与离子迁移。
Minimizing Ionic Losses in DMSO-Free Tin-Based Perovskite Solar Cells
Paria Forozi Sowmeeh, Shengnan Zuo, Chiara Frasca, Biruk Alebachew Seid, Sercan Ozen, Wentao Liu, Mahmoud Hussein Aldamasy, Yuan Zhang, Fengshuo Zu, Norbert Koch, Martin Stolterfoht, Antonio Abate, Artem Musiienko, and Felix Lang
ACS Energy Letters 0, 10
DOI: 10.1021/acsenergylett.5c02675
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsenergylett.5c02675
