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兰州大学曹靖团队最新Angew：利用氧化还原活性超分子组装修复钙钛矿中的缺陷实现稳定的太阳电池

文摘   2024-12-24 16:05   瑞士  

金属卤化物钙钛矿中的缺陷（例如由光照或热应力引起的缺陷）会影响器件的性能和稳定性。一个关键的挑战是固定碘化物氧化产生的挥发性碘并再生元素铅和碘等杂质。基于此，兰州大学曹靖团队通过将镍八乙基卟啉的氧化还原活性超分子组装体集成到钙钛矿薄膜中来解决这个问题，该组装体既可用作固定剂，又可用作氧化还原穿梭剂，相关成果发表于Angewandte Chemie International Edition期刊。卟啉中修饰的乙基会扭曲π环，增加中心金属离子的轴向配体吸附能力，同时减少分子间相互作用并促进碘吸附，实现碘的最大吸收量为3.83 mg mg-1。吸附的碘将更多电子转移到Ni 离子，导致 I-I 键内的相互作用减弱并促进碘离子的产生。这种情况进一步使得金属铅缺陷选择性氧化为Pb2+。卟啉超分子促进了钙钛矿晶界上的空穴传输，使得0.10 cm2 有效面积的器件效率达到25.37%，优于对照器件的23.96%。未经封装的改良器件表现出显著增强的稳定性，在65 ℃的最大功率点下连续1 个太阳照射1,000 小时后仍能保持其初始性能的90% 以上。
论文信息：Zihan Fang, Xijiao Mu, Guo-Bin Xiao, Jing Cao, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202418834. https://doi.org/10.1002/anie.202418834
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