PCE。1. 研究背景与挑战钙钛矿太阳能电池(PSCs)作为新兴光伏材料,功率转换效率(PCE)快速提升,但溶液法制备的钙钛矿薄膜存在结构缺陷(如空位、间隙、取代缺陷),导致离子迁移、复合损失
摘要同时实现有效的缺陷钝化和优异的电荷提取能够最大化钙钛矿太阳能电池(PSCs)的功率转换效率(PCE)。与先前已有的基于异质结的 PSCs
不同,韩国蔚山国立科学技术院&高丽大学研究团队引入
商业化瓶颈。掩埋界面的关键作用SnO₂作为电子传输层(ETL),其表面氧空位(V₀)和羟基会导致非辐射复合;钙钛矿自上而下结晶使掩埋界面缺陷密度高于顶面,影响器件性能和稳定性。现有问题多数界面修饰材料易被
/DMSO,水溶性良好。作用机制羧基与 SnO₂表面氧空位结合,钝化 V₀缺陷;氨基和乙硫基与钙钛矿中未配位的 Pb²⁺形成氢键或配位键,桥接 SnO₂与钙钛矿层。三、实验结果与分析SnO₂薄膜修饰效果表面
过程中,剧烈的水解反应和反应中间体会导致大团聚颗粒和氧空位的形成,从而导致TiO2
ETL性能不佳和器件性能低下。鉴于此,北航刘慧丛,陈海宁课题组在期刊《Advanced Functional
溶液中,以平滑CBD过程中TiCl4的水解反应。SA分子中的─SO2NH2基团通过与钛离子配位使水解过程更加稳定。用该方法制备的TiO2薄膜具有较低的缺陷态密度和优化的能带结构。结果,基于该策略制备的无空穴传输层的碳基CsPbI3
钙钛矿太阳能电池的效率从17.66%提高到19.03%。
费米能级分裂(Suns-QFLS)关系曲线e) 基于Suns-QFLS推导的拟电流-电压曲线f) 钙钛矿薄膜在未处理、NAMI及PEAI钝化条件下的缺陷形成能对比(包含FA空位缺陷VFA、碘空位缺陷VI
、碘原子的吸附能;e) 2-PO、3-PO和4-PO分子与含碘空位缺陷的钙钛矿结合模型;f) 含碘空位缺陷的钙钛矿及其分别与2-PO、3-PO和4-PO相互作用后的态密度(DOS)图。图2. PO
和氧空位,这些缺陷会在 n-i-p 型 PSCs
的溶液处理过程中阻碍高结晶度和无缺陷钙钛矿薄膜的理想生长,降低其功率转换效率(PCE)和稳定性。本文在
SnO₂薄膜上引入了多巴胺盐酸盐
盐酸盐(DACl)自组装单层(SAM)引入 SnO₂电子传输层与钙钛矿的界面,通过邻苯二酚基团对
SnO₂表面缺陷(如羟基、氧空位)的高效钝化,显著改善钙钛矿薄膜的结晶质量,抑制非辐射复合。2、双
钙钛矿稳定性:缺陷钝化:APAB的-COOH基团钝化Pb²⁺缺陷,-C(NH₂)₂⁺基团与I⁻/SCN⁻形成氢键,抑制碘空位和非辐射复合。相变抑制:在高温(100-150°C)下维持α-FAPbI₃相
纳米(深红光)波长范围内的红光发光二极管的性能尚未达到上述高度,仍有待进一步提高。阻碍设备性能的一个关键挑战是通过溶液加工合成的钙钛矿薄膜中的缺陷。卤素空位缺陷因其形成能量低而在金属卤化物钙钛矿中十分
钙钛矿发光二极管(PeLED)的发展面临关键瓶颈:卤素空位缺陷显著制约器件性能,而传统钝化策略在抑制缺陷的同时易引发结构失稳并导致体系复杂化。鉴于此,中国科学院半导体研究所张兴旺&游经碧在
I2”的文章。本研究提出基于挥发性碘(I₂)添加剂的碘空位调控策略。该工作通过引入I₂创造富碘环境,其自发转化为I⁻的特性可精准钝化碘空位缺陷,同时凭借自身挥发性避免残留杂质对晶格的干扰。研究表明
,-NH2)和尿素(-NH-CO-NH2)基团,可作为分子桥调控SnO2/钙钛矿埋底界面。氨基酸基团可以与Sn4+有效配位,钝化SnO2的氧空位缺陷;尿素基团可以与未配位的Pb2+和I-相互作用。这些
层形成稳定的界面接触。缺陷钝化效果显著
CIT分子中的羧基能够优先与SnO2中的Sn4+离子结合,有效钝化氧空位缺陷,提高ETL的电导率和电子迁移率,并调节能级对齐,从而提高电子的提取和传输效率。双重