傅华华&陈涛&柯维俊&方国家AM：铅碘化物成核的应力松弛对高效钙钛矿太阳能电池的影响

文摘 2025-01-23 07:56 河南

多孔铅碘化物（PbI₂）薄膜在顺序沉积技术中对于PbI₂与铵盐之间的完全反应至关重要，从而实现高结晶度的钙钛矿薄膜。

本文华中科技大学傅华华，武汉大学陈涛、柯维俊和方国家等人发现，锡（IV）氧化物（SnO₂）电子传输层（ETL）中的拉伸应力是影响PbI₂薄膜形貌和结晶的关键因素。基于这一点，使用三氟甲磺酸锂（LiOTf）作为界面修饰剂，调节SnO₂/PbI₂界面上的拉伸应力，从而降低PbI₂成核所需的临界吉布斯自由能。松弛的拉伸应力促进了更为多孔的PbI₂生成，具有更大的颗粒和更高的粗糙度，进而形成优质的钙钛矿薄膜。此外，这一策略有效钝化了SnO₂固有的电子陷阱，并平滑了界面能级，提升了电荷的提取和传输。因此，最终实现了25.33%的最高光电转换效率（PCE）（稳定在25.10%，测量时间为600秒）。

此外，该器件表现出优异的稳定性，在最大功率点追踪测试（在≈55°C温度下，100 mW/cm²白光照射，氮气气氛中）600小时后，保持了90%的初始PCE。

Z. Zheng, Y. Ge, X. Yang, W. Shao, H. Wang, Z. Yu, C. Tao, H. Fu, W. Ke, G. Fang, Stress Relaxation for Lead Iodide Nucleation in Efficient Perovskite Solar Cells. Adv. Mater. 2025, 2412304.

https://doi.org/10.1002/adma.202412304

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