埋底界面处的卤化物相关缺陷不仅会导致非辐射复合，还会严重损害钙钛矿太阳能电池（PSC）的长期稳定性。重庆大学臧志刚研究团队提出了一种自下而上的、一体化的改性策略，即在埋底界面引入多位点抗氧化剂麦角硫因（EGT），以管理碘离子并调控结晶动力学。研究结果表明，EGT不仅能钝化未配位的Sn4+/Pb2+缺陷，还能牢固地锚定碘离子并抑制其氧化为I2。此外，EGT的改性作用增强了钙钛矿的定向结晶，改善了载流子动力学，并释放了残余应力。因此，经优化的全空气工艺器件 Rb0.02(FA0.95Cs0.05)0.98PbI2.91Br0.03Cl0.06 实现了25.13%的卓越功率转换效率（PCE），这是空气制造器件中报道的最高值之一，同时还具有1.191 V的超高开路电压（VOC）和84.9%的填充因子（FF）。未封装的优化器件在ISOS协议下表现出强大的湿度、热和操作稳定性。
如图1a所示，研究团队针对埋底界面提出了一种高效且特定的钝化技术，凭借麦角硫因（EGT）出色的金属螯合能力，可有效钝化未配位的Sn4+和Pb2+缺陷。此外，通过卤素-咪唑配位和氢键的多种协同作用，消除了与碘相关的缺陷。最终，实现了一种自下而上的全集成改性策略。
EGT改性后导电性增强。图1b所示的空间电荷限制电流（SCLC）和图1c、d中的c-AFM图像都表明，SnO2/EGT薄膜的导电性优于SnO2薄膜。氧空位和未配位的Sn4+缺陷的减少归因EGT中众多含有孤对电子的官能团能够通过多齿螯合作用有效优化SnO2层，这改善了电学性能。
从钙钛矿薄膜的Pb 4f和I 3d的X射线光电子能谱（XPS）（图2a、b）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析可知，EGT亲核咪唑环中的氮通过配位和氢键的多种协同作用钝化了与碘相关的缺陷；FA中的N原子与EGT之间的相互作用改变了与FAI中N原子相连的C原子的电子环境，表明EGT与FAI的NH/NH2之间形成了氢键。
进行了不同角度的GIXRD表征（图2d、e），图2f所示的结果表明，经过EGT改性的钙钛矿薄膜的拉伸应变显著减小。拉伸应变的减小归因于钙钛矿结晶度的提高和界面缺陷的减少。
图2i–l描绘了控制组和EGT改性钙钛矿薄膜在旋涂和退火过程中的原位PL光谱。EGT改性的薄膜随时间保持较高的PL强度，表明EGT的添加导致非辐射复合减少，这可归因于同时消除了碘相关缺陷和未配位的Pb2+。
图5. EGT对载流子复合和传输动力学的影响
图6. EGT对器件光伏性能和稳定性的影响
图6a表明，经EGT优化的器件不仅表现出卓越的重复性，而且效率显著高于对照器件。具体而言，如图6b所示，经EGT改性的全空气处理器件达到了24.65%的最高功率转换效率（PCE），短路电流密度（JSC）为24.62 mA cm⁻²，开路电压（VOC）为1.185 V，填充因子（FF）为84.5%。
为了进一步提高经EGT改性器件的PCE，研究团队在钙钛矿的顶表面进行了PEAI后处理。如图6c所示，经EGT优化并经过PEAI处理的器件达到了25.13%的最高PCE，JSC为24.85 mA cm⁻²，VOC为1.191 V，FF为84.9%。此外，具有1 cm²更大活性面积的经EGT改性的器件达到了23.02%的最高PCE，JSC为24.43 mA cm⁻²，VOC为1.175 V，FF为80.2%（图6d）。如图6e所示，经EGT改性的器件表现出比对照器件更出色的稳态输出性能。器件的入射单色光子-电子转换效率（IPCE）光谱和积分电流密度如图6f所示。
未封装的优化器件在ISOS协议下表现出强大的湿度、热和操作稳定性。具体来说，该器件在65°C下经过1512小时的热老化后，初始效率保持在90.12%；在模拟AM1.5光照下连续进行930小时的最大功率点跟踪（MPPT）后，初始效率保持在90.14%。
Iodide Management and Oriented Crystallization Modulation for High-Performance All-Air Processed Perovskite Solar Cells
https://doi.org/10.1002/adma.202411721
