钙钛矿太阳能电池（PSC）是一种革命性的光伏技术，近年来发展迅猛。与其他光伏技术相比，PSC不仅在发电方面具有潜力，而且还适用于为物联网 (IoT) 和城市建筑供电。然而，PSC的广泛部署仍然受到有毒铅 (Pb) 的影响。以替代Pb的锡 (Sn) 和其他毒性较小且更环保的金属已引起人们的注意。

吉林大学Ning Wang和香港浸会大学Yuanyuan Zhou等人报道了一种新的工程概念，称为化学热表面去掺杂，以抑制有害的 Sn(IV) 自掺杂，解决了无铅PSC的主要障碍。

研究人员通过表面去掺杂方法（SnI4.xFACl）展示了具有高达14.7%效率的Sn PSC。该方法的特点是化学热去除主要堆积在Sn钙钛矿薄膜表面的 Sn(IV) 自掺杂剂，其优化可以避免对薄膜形貌的负面影响。

采用的典型器件由约200 nm的Sn基钙钛矿薄膜（FA0.75MA0.25SnI3 ）组成，夹在 C60/BCP/Ag 电子传输层和聚（3,4-乙烯二氧噻吩）之间 -聚（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT：PSS）/氧化铟锡（ITO）空穴传输层之间。

使用这种方法，研究人员展示了Sn基钙钛矿薄膜的载流子寿命提高了3倍，陷阱密度降低了2倍，从而为器件的效率提高奠定了基础。

Sn PSCs也很稳定，在氮气的手套箱中储存1,000小时后，PCE保留率为92%。这项工作为PSC在没有铅参与的情况下实现其技术潜力铺平了道路。

Jianheng Zhou, et al. Chemo-thermal surface dedoping for high-performance tin perovskite solar cells, Matter, 2022.

https://doi.org/10.1016/j.matt.2021.12.013

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S259023852100638X#!

在此分别已有14.6%、14.8%效率的锡基钙钛矿太阳能电池报道，详细内容如下：

JACS: 14.6%效率！锡基钙钛矿太阳能电池

当代薄膜光伏 (PV) 材料包含稀缺 (CIGS) 或受管制的元素（CdTe 和铅基钙钛矿），这可能会限制这些新兴光伏技术的广泛影响。卤化锡钙钛矿使用的材料较为绿色环保。同时，即使是当今最好的卤化锡钙钛矿薄膜也存在载流子扩散长度有限和薄膜形态差的问题。

上海科技大学宁志军等人设计了一种合成路线，使金属Sn和I2在二甲基亚砜 (DMSO) 中进行原位反应，该反应生成高度协调的 SnI2·(DMSO)x加合物，该加合物在前体溶液中分散良好。该加合物引导面外晶体取向，并促进多晶钙钛矿薄膜的均匀生长。与参考薄膜中的 210 ± 20 nm 相比，这种方法将卤化锡钙钛矿的电子扩散长度提高到290 ± 20 nm。制造的锡卤化物钙钛矿太阳能电池的认证效率为14.6%。

Xianyuan Jiang One-Step Synthesis of SnI2·(DMSO)x Adducts for High-Performance Tin Perovskite Solar Cells，J. Am. Chem. Soc. 2021

https://doi.org/10.1021/jacs.1c03032

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c03032

AM：14.8%记录效率！锡基钙钛矿太阳能电池

作为最有前途的非铅太阳能电池，基于卤化锡的钙钛矿太阳能电池仍然存在严重的体缺陷，因为锡容易从二价氧化为四价。南方科技大学的何祝兵等人提供了一种通用且有效的策略来调节 2D/3D 异质锡钙钛矿吸收层的微观结构，即通过在甲脒锡基钙钛矿FASnI3 中用溴化氟代苯乙铵（FPEABr）代替碘化甲脒（FAI）。

基于FPEABr的2D 相的引入可以诱导3D FASnI3 的高度定向生长，并且在最佳2D/3D薄膜中揭示了2D 相包含3D 晶粒并位于表面和晶界处。基于 FPEA+的2D锡基钙钛矿覆盖层可以为不稳定的3D FASnI3 晶粒提供保护伞。

独特的微观结构有效地抑制了Sn2+到Sn4+ 的氧化，并降低了缺陷密度，从而显著提高了器件性能，从9.38%到14.81%的效率。经认证的14.03%的转换效率创造了新的记录，比上一个认证效率(12.4%) 迈出了一大步。除了这一突破之外，这项工作为通过构建有效的2D/3D微结构来制造高质量锡钙钛矿铺平了道路。

Yu, B.-B., Chen, Z., Zhu, Y., Wang, Y., Han, B., Chen, G., Zhang, X., Du, Z., He, Z., Heterogeneous 2D/3D Tin-Halides Perovskite Solar Cells with Certified Conversion Efficiency Breaking 14%. Adv. Mater. 2021, 2102055.

https://doi.org/10.1002/adma.202102055

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