钙钛矿钝化

FASCN促进钙钛矿晶粒长大，PDAI减少表面缺陷，共同抑制非辐射复合并提升电荷提取效率。进一步通过三元富勒烯混合物优化电子传输层，改善能级对齐并降低界面能量损失，使小面积器件的开路电压从1.41V提升至1.60V，能量转换效率达9.4%。该系统太阳能-氢能转换效率达6.5%，是目前报道的单吸收体PV-EC系统中最高值。单吸收体水分解效率创纪录：将优化后的1.0cm器件集成于PV-EC系统，实现6.5%的太阳能-氢能转换效率，为目前单吸收体光解水系统最高值。

我们深入研究了BPAH对ETL能级和迁移率的影响，并揭示了其与发光层之间的强相互作用，有效钝化了发光层表面缺陷，促进了电荷传输与辐射复合。研究亮点：一分子双功能：BPAH实现ETL能级调控与界面钝化BPAH分子插入POT2T分子间隙，改善π-π堆叠，提升电子迁移率；其咪唑基团与发光层中未配位Pb配位，增强铅-卤键结合力，有效抑制卤离子迁移与界面缺陷。

胺基末端配体，无论是直接使用还是以二维钙钛矿的形式使用，都是钙钛矿钙化剂中的主要缺陷钝化剂，并且显著推动了各种钙钛矿太阳能电池达到最高效率。然而，即便是这些最先进的钙钛矿太阳能电池，在运行过程中仍会迅速降解，这引发了对钝化耐久性的担忧。总之，研究结果揭示了一种普遍机制，即紫色光/紫外光线会导致胺基端配体的去钝化，而这类配体是钙钛矿太阳能电池的主要缺陷钝化剂。

通过对钙钛矿/C界面进行分子调控以减少缺陷密度，对实现高效稳定的倒置型钙钛矿太阳能电池至关重要。然而，取代基柔韧性对钝化性能的影响仍未得到充分理解。研究发现，柔性中心取代基显著增强了吡啶基团的电子云密度，从而提升了其钝化能力，同时抑制了分子聚集并促进了更好的界面接触。

钙钛矿太阳能模块要实现商业化，不仅需要高功率转换效率，还必须具备长期的操作稳定性。本研究西湖大学王睿等人通过三管齐下的策略解决了这些挑战。本研究为在工业相关条件下实现高操作稳定性的钙钛矿太阳能模块建立了机制框架。

香港理工大学杨光，李刚&深圳理工大学白杨明确了宽带隙钙钛矿开路电压损失的根本原因，即其表面区域分布的移动缺陷。这两种策略的协同集成，使钙钛矿-有机叠层太阳能电池的效率突破25%，同时实现了更强的运行稳定性。进一步，创新性地采用溶液加工的氧化石墨烯作为中间连接层，成功构建了钙钛矿-有机叠层太阳能电池，实现了25.03%的稳定效率，且器件表现出良好的可重复性。

在钙钛矿与电荷传输层之间的界面工程对提升器件运行稳定性至关重要。在具有HTL/钙钛矿/ETL/HBL核心结构的倒置钙钛矿太阳能电池中，基于PCBM的电子传输层界面因其分子几何形状存在较多缺陷，导致界面附着力不足。本研究瑞士洛桑联邦理工学院MichaelGrtzel和韩国成均馆大学Nam-GyuPark等人引入钙钛矿/PCBM与PCBM/HBL双界面钝化策略，以增强界面附着力并钝化界面缺陷。

PDAI钝化目标器件能带图，显示ETL界面电子积累及钙钛矿体区电子浓度升高约40倍，提升电子传输。Fig.3钝化与导电效应。Fig.4器件性能与稳定性。1cm器件VOC从1.83V增至2.01V，FF从79.4%提至81.6%，认证稳态PCE31.6%，带隙优化后冠军器件达33.1%，为该类电池世界记录；红海户外1500h目标电池JSC无衰减，参考电池500h后JSC趋零；BACE测得目标电池移动离子浓度低3倍；85°C/85%RH1000h湿热测试后目标电池PCE相对损失由26%降至17%，稳定性同步提升。

为此，作者提出了一种晶界能带反转策略，采用二丁基二硫代氨基甲酸铅作为界面钝化剂，同时实现了对1.68eV宽带隙钙钛矿薄膜的缺陷钝化以及晶界与晶粒间能带弯曲方向的反转。本研究通过晶界能带反转策略，成功实现了高效率与环境制备的兼容性，推动了钙钛矿光伏技术的产业化进程。第一性原理计算与系统表征进一步证实，PbDBuDTC的官能团可有效钝化钙钛矿晶格中的空位缺陷，抑制非辐射复合。

近日，中国科学院上海高等研究院光源科学中心研究人员成功将邻苯二甲酸氢钾作为多功能添加剂引入SnO2电子传输层，以同步改变ETL性质和SnO2/钙钛矿埋底界面。此外，KHP在ETL中均匀分布，并在热退火过程中逐渐扩散至埋底界面和钙钛矿层，进一步与未配位的Pb离子配位，降低钙钛矿的表面及体相缺陷密度，缓解薄膜内部应力。