用于潮湿环境中高稳定性未封装钙钛矿太阳能电池的MAPbI3/琼脂糖光活性复合材料

摘要： 钙钛矿太阳能电池具有制备简便和效率卓越的优势，在推动光伏产业迈向新一代方面极具潜力。光伏市场对钙钛矿太阳能电池提出了高效、高稳定性及低成本制备的要求，尤其需要提升其在潮湿环境中的运行稳定性。本研究提出了一种适用于潮湿环境稳定无封装器件的MAPbI3/琼脂糖光活性材料。这些太阳能电池无需手套箱即可在环境潮湿条件下运行，展现出高达14.66%的效率，并且在无封装状态下于湿度>70%的潮湿环境中运行1392小时后仍保持90%的初始光电转换效率（PCE），1972小时后仍保持60%的初始PCE。FTIR和XPS测试揭示了稳定性提升的两个关键因素：琼脂糖与MAPbI3在分子层面的相互作用钝化了钙钛矿晶界从而防止其降解；此外，在钙钛矿层与空穴传输层界面形成的Li+-琼脂糖复合物有效抑制了MAPbI3层的水分吸收。琼脂糖通过钝化作用及降低LiTFSI吸湿性的双重效应减缓了钙钛矿的分解速度，从而显著提升了器件的功率效率和稳定性。