陷阱介导的非辐射电荷复合对实现金属卤化物钙钛矿太阳能电池 (PSC) 的高效率和稳定性构成了重大障碍。利用分子功能团与钙钛矿缺陷之间的相互作用作为表面缺陷钝化策略是解决这一挑战的常用方法。然而,挑战在于开发一种能够有效抑制和钝化不同带电缺陷的综合分子。基于此,陕西师范大学刘生忠&苟婧团队在本研究探索了一种多功能有机盐新斯的明甲基硫酸盐 (NMS),以精细调节钙钛矿薄膜的结晶,从而最大限度地减少缺陷并钝化表面缺陷,相关成果发表于Advanced Energy Materials期刊。NMS 的 C═O 和 S═O 与 Pb2+ 配位,而 S═O 的氧原子通过氢键 (O∙∙∙H─N) 与 FA+ 相互作用。S─O− 与 Pb2+ 离子以及 ─N(CH3)3+ 与负卤素离子的相互作用主要是静电相互作用。因此,通过NMS处理,延缓了钙钛矿薄膜的结晶过程,优化了能级,有效钝化了表面缺陷,导致缺陷密度明显降低,钙钛矿能级排列更加整齐,增强了器件内部载流子的传输与提取,最终获得了稳定的24.95%的光电转换效率(PCE),即使经过50天后,器件的环境稳定性仍能保持89.39%。
论文信息:X. Ma, X. Yang, M. Wang, R. Qin, D. Xu, C. Lan, K. Zhao, Z. Liu, B. Yu, J. Gou, S. F. Liu, Comprehensive Passivation on Different Charged Ions and Defects for High Efficiency and Stable Perovskite Solar Cells. Adv. Energy Mater. 2024, 2402814. https://doi.org/10.1002/aenm.202402814
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