钙钛矿钝化

倒置钙钛矿太阳能电池因钙钛矿表面及功能层间的非辐射复合而面临性能限制。两者协同使钙钛矿准费米能级分裂均质提升约100mV。基于此，两端钙钛矿-硅叠层电池在1cm器件上实现认证开路电压2V，效率超过31%。该钝化策略具备良好扩展性，60cm活性面积的均质钝化器件获得认证效率28.9%。叠层器件高性能与稳定性兼顾：1cm钙钛矿-硅叠层电池认证效率达31.6%，开路电压突破2V，并在暗态氮气环境中展现良好稳定性，为大面积产业化提供可靠路径。

论文概览针对钙钛矿/硅叠层电池中宽带隙钙钛矿顶电池存在的界面缺陷与能级失配问题，北京理工大学魏静、李红博团队提出了一种自洽阳离子-阴离子集成钝化新策略。实现高效宽带隙电池：单结电池效率突破23%，Voc达1.27V，接近理论极限。图3全面评估了不同钝化策略对钙钛矿薄膜光电性能和能级结构的影响。结论展望本研究提出的自洽阳离子-阴离子集成钝化策略，通过分子设计创新解决了宽带隙钙钛矿电池中的界面钝化串扰问题，

三星显示、韩国科学技术院和檀国大学的研究人员最近报告了一种纯蓝色钙钛矿发光二极管的原位钝化策略，该策略有望通过真空热蒸发制造下一代显示器。这种策略尤为重要，因为钙钛矿发光器件与许多溶液处理材料不同，可以使用已用于OLED生产的相同工具进行真空热蒸发。该团队优化的器件发射波长为472纳米，窄线宽为19纳米，符合Rec.2020纯蓝色标准，外部量子效率达到3.1%，据说是迄今为止报道的热蒸发纯蓝色PeLED的最高水平。

用于钙钛矿/硅叠层电池的ALD-NiOx及其钝化机制。(a) 绒面钙钛矿/硅叠层电池器件结构；(b) 基于SAM与ALD Cu:NiOx/SM的器件效率统计分布（有效面积分别为1 cm²与8.89 cm²）；(c) 叠层电池的J-V曲线（有效面积1 cm²）。(d) Me-4PACz在钙钛矿表面（上）与NiOx表面（下）的吸附构型；(e) 钙钛矿及经Me-4PACz钝化后钙钛矿的态密度；(f) VPb缺陷及经Me-4PACz钝化的钙钛矿表面。

钙钛矿层与空穴传输材料之间的界面缺陷和自由体积对钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性具有关键影响。结合实验表征和原子分子动力学模拟，发现AdF-BCz相较于无氟的NF-BCz和对称氟化的SdF-BCz，表现出更优异的界面钝化稳定性，以及与钙钛矿表面更强的粘附力。此外，AdF-BCz还能减少界面自由体积，促进更紧密的界面接触，有效抑制离子迁移和钙钛矿降解。

论文概览钙钛矿层与空穴传输材料之间的界面缺陷和自由体积是影响钙钛矿太阳能电池效率与稳定性的关键因素。此外，AdF-BCz还能减少界面自由体积，促进更紧密的界面接触，有效抑制离子迁移和钙钛矿降解。图a展示了钙钛矿/空穴传输材料界面存在的普遍问题以及经过优化分子修饰后的理想高质量界面。其基于该材料的PSCs实现了25.35%的高效率与卓越的长期稳定性，为高性能、高稳定性钙钛矿太阳能电池的开发提供了新思路。

科学家最新发现，采用1,3-二氨基丙烷二氢碘化物均匀涂覆钙钛矿层表面，可将钙钛矿硅叠层电池的转换效率提升至33.1%，并延长器件的户外长期稳定性。然而，在这种大型金字塔绒面上制备钙钛矿叠层需克服一系列困难，因此吸引了众多研究团队参与攻关。此次的钙钛矿表面钝化方案，是该领域的最新突破。该研究团队还发现，钙钛矿表面钝化可提升整个钙钛矿层的电导率，进而提高叠层电池的填充因子。

出乎意料的是，4F-BA形成了高性能的3D/2D异质结，而4TF-BA则在钙钛矿表面形成了非晶层。研究结果表明，4F-BA具有更平衡的分子内电荷极化，有利于形成有效的氢键，从而促进结晶性2D钙钛矿的形成。而基于4F-BA的器件效率超过25%，并在多种存储条件下表现出更长的寿命。结晶2D层大幅提升稳定性：基于4F-BA的3D/2D器件在高温、高湿环境下表现出卓越的长期稳定性，远超非晶钝化层和对照组。

调控自组装单分子层/钙钛矿界面是提升p-i-n结构钙钛矿太阳能电池空穴提取能力的有效策略。然而，共SAM策略面临锚定位点竞争的问题，可能干扰原有SAM的功能。FPA中的多重活性位点不仅可弥补SAM的锚定缺陷，还能通过配位键和氢键有效钝化钙钛矿埋底界面缺陷，从而显著抑制深、浅能级缺陷。该研究为调控SAM/钙钛矿界面以提升电荷提取效率和环境稳定性提供了重要思路。

为了突破这一天花板，科学家们正在探索钙钛矿硅叠层太阳能电池，它们结合了钙钛矿顶层和硅底层，可以捕获更广泛的阳光并有望获得更高的性能。他们表明，钙钛矿顶部电池的表面钝化可以在纹理硅上进行，这种类型已经用于大规模生产。同时，这种不平坦的表面使得钙钛矿层难以顺利应用。钝化在钙钛矿中的工作方式不同研究人员还揭示了钝化在不同材料之间的行为方式的差异。在钙钛矿中，它会影响整个吸收层。