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通过简便的分子工程方法提升钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性
摘要： 钙钛矿太阳能电池（PSC）结构中不仅存在界面与晶界处的相互作用缺陷，其陷阱态也被认为是导致载流子损失、光伏性能低下及长期稳定性不足的原因。本研究报道了简便有效的分子工程策略：采用CsF掺杂SnO?电子传输层（ETL），并在钙钛矿与空穴传输层（HTL）之间引入两性离子分子构建功能层。碱金属氟化物对SnO?的修饰显著改善了光电性能，实现了光生电子的快速提取与高效光捕获；而两性离子中间层则有效钝化了钙钛矿薄膜晶界处的多重缺陷态。该策略使三元阳离子钙钛矿组分实现了1.23 V的开路电压（VOC），仅产生0.37 V的电位损失，最终获得效率达21.7%且迟滞效应可忽略的器件。更重要的是，在最大功率点（MPP）跟踪连续光照下，这种工程方法展现出优异的长期稳定性——约800小时后仍保持初始效率的90%。简言之，这些创新方案同步提升了PSC的光伏性能与长期稳定性，本研究不仅凸显了分子工程策略在钙钛矿器件中的关键作用，更为其工业化应用奠定了基础。
关键词： 稳定性，钙钛矿太阳能电池，两性离子分子，二氧化锡电子传输层，氟化铯
更新于2025-09-23 15:19:57
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通过(NH4)2S调控SnO2表面缺陷以实现高效钙钛矿太阳能电池
摘要： 氧化锡（SnO?）被广泛用作钙钛矿太阳能电池（PSCs）中的电子传输层（ETL）。然而，SnO?的氧空位不仅是光生载流子非辐射复合的陷阱态，还会形成载流子传输的电势垒。为解决这一问题，向SnO?前驱体中引入硫化铵[(NH?)?S]，通过终止Sn悬键（S–Sn键）来钝化表面缺陷。在减少表面陷阱后，SnO?薄膜的电子迁移率和导电性显著提升，同时载流子复合降低。此外，S-SnO?的能级也略有调整。因此，这种硫化物钝化方法显著提高了ETL的电子收集效率。此外，Sn–S–Pb的键合将钙钛矿晶体锚定在钙钛矿/SnO?界面，从而提高了电子提取效率和PSC的稳定性?；谡庵諷-SnO? ETL，PSC的功率转换效率从18.67%大幅提升至20.03%，相比参照样品。本研究表明，SnO?的表面缺陷钝化是一种高效且简单的方法，可提升光伏性能，有望成为高效器件的ETL。
关键词： 氧空位、载流子传输动力学、二氧化锡电子传输层、表面钝化、钙钛矿太阳能电池
更新于2025-09-12 10:27:22