钙钛矿太阳能电池(PSCs)的性能提升很大程度上依赖于体相和界面缺陷的钝化。然而,现有添加剂通常仅适用于特定钙钛矿组分。
本文香港理工大学李刚和Aleksandra B. Djurišić等人研究了一种多功能添加剂——4-氨基-5-溴烟酸(ABrNA),可同时应用于无甲胺(MA)的钙钛矿(带隙1.53–1.73 eV)和含MA的钙钛矿。ABrNA通过其多重官能团调控结晶并钝化缺陷,显著提升器件性能:CsFAMA电池效率从23.9%提升至25.0%,无MA电池从22.0%提升至23.0%。
此外,ABrNA钝化的无MA器件在ISOS-L-1测试条件下展现出超1000小时的T50稳定性,并在常规和反式器件结构的模块中均表现出普适性性能提升。
文章亮点总结
多功能普适性钝化:
ABrNA通过氨基、溴和羧酸基团的协同作用,可同时钝化铅空位、卤素空位等缺陷,适用于不同组分(含MA/无MA)和带隙(1.53–1.73 eV)的钙钛矿,显著提升器件效率(最高达25.02%)和稳定性。结晶调控与稳定性增强:
ABrNA诱导钙钛矿形成大尺寸柱状晶粒,减少晶界缺陷,并抑制δ相生成。在60%湿度环境中暴露48小时后,ABrNA钝化的薄膜仍保持立方相结构,而未处理的薄膜完全降解为δ-(FA)PbI₃和δ-CsPbI₃。实际应用潜力:
在反式(p-i-n)和常规(n-i-p)结构的模块中,ABrNA均显著提升性能(如Jsc和FF)。户外测试中,封装器件在86天后仍保持73.1%的初始效率,远优于对照组(50.4%),展现出商业化潜力。
H. Mo, L. Wang, Y. Li, T. Zhu, A. Sergeev, J. Wang, Y. He, Z. Ren, A. U. Rehman, M. U. Ali, Y. Wang, D.-K. Ki, K. S. Wong, G. Li, J. Popović, A. B. Djurišić, Multifunctional Universal Additive for Stable and Efficient Inverted Perovskite Solar Cells. Adv. Energy Mater. 2025, 2500088.
https://doi.org/10.1002/aenm.202500088
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