王凯利&娄艳辉&王照奎AM：抑制相分离实现耐用的宽带隙光伏钙钛矿

来源：知光谷发布时间：2025-11-20 09:17:59

光诱导卤化物分离是限制宽带隙混合卤化物钙钛矿寿命的根本性障碍。

本文苏州大学王凯利、娄艳辉和王照奎等人报道了一种多功能离子聚合物——聚季铵盐-37，可作为有效的晶界钝化剂以抑制降解路径。该双相互作用机制能有效阻止卤化物在晶界处的迁移，从而抑制局部电场的形成，最终遏制光诱导相分离。因此，改性后的宽带隙钙钛矿在光照应力下表现出优异的光稳定性。优化后的倒置结构钙钛矿光伏器件在AM 1.5G标准光照下实现了22.86%的光电转换效率，并在1000勒克斯室内光照下取得了43.19%的出色效率。值得注意的是，改性器件在连续室内光循环下的预计T₉₀寿命超过10,000小时。

本工作通过晶界工程开创了一条解决卤化物分离的简易途径，为制备高运行稳定性的宽带隙钙钛矿光伏器件铺平了道路。

研究亮点：

提出“局部电场抑制”新机制，从根源阻断相分离：创新性地利用聚季铵盐-37聚合物，通过其季铵基团静电锚定卤素阴离子、羰基配位Pb²⁺，构成“双锁”网络，有效抑制晶界处卤化物迁移与局部电场形成，从而根治光诱导相分离。
实现室内光伏效率43.19%，兼具超高稳定性：改性宽带隙钙钛矿器件在1000 lux室内光下效率高达43.19%，同时外推T₉₀寿命突破10,000小时，是目前性能最优、最稳定的钙钛矿室内光伏器件之一。
系统揭示弱光下的相分离与缺陷演化规律：结合KPFM、原位PL/UV-vis、tDOS等手段，明确即使弱光也会诱导相分离与缺陷产生，而该策略能在全光照条件下保持结构稳定与缺陷可逆性，具备强普适性。