钙钛矿太阳能电池(PSCs)凭借其优异的光电转换效率(PCE)与经济可行的制备工艺,已引起学术界的广泛关注。然而,其商业化进程仍面临工作稳定性有限、易受水汽侵蚀等瓶颈,这些问题通常源于钙钛矿薄膜质量不佳。清华大学易陈谊、中国科学院大学李晓毅等人开展的本研究中,引入对甲苯磺酰胺(pTSA)与二对甲苯磺酰胺(D-pTSAD)作为辅助配位配体,用以提升钙钛矿太阳能电池(PSCs)的光伏性能与稳定性;其中D-pTSAD作为三功能配体,可与钙钛矿晶格发生多位点协同配位作用。
添加此类配体添加剂可显著改善钙钛矿薄膜质量,并减少空位缺陷的产生;特别地,D-pTSAD可与钙钛矿晶格形成更强的三位点配位作用,这种多位点协同效应能更高效地钝化缺陷、抑制非辐射复合。系统表征结果表明,相较于双功能配体,D-pTSAD与Pb²⁺和I⁻离子均能形成更强的配位作用,可有效抑制离子迁移并进一步降低非辐射复合,最终基于D-pTSAD的最优器件实现了26.22%的光电转换效率(PCE)。
此外,经D-pTSAD修饰的PSCs表现出优异的工作稳定性与耐湿性:在最大功率点连续跟踪1000小时后,器件仍保持初始效率的82.5%;在高湿环境中存放2202小时后,该修饰器件仍可维持初始效率的80%。易陈谊、李晓毅等人的这项工作证实,通过合理的分子结构设计实现多位点协同调控,可有效提升钙钛矿太阳能电池的性能与多维度稳定性,同时进一步验证了多位点配位化学在该领域的显著作用。
文献信息
Multi-SiteSynergisticRegulationTowardsHighlyEfficientandStablePerovskiteSolarCells
BoxinJiao,MinghaoLi,LiguoTan,NingyuRen,YiranYe,RuihuaLi,LimingDing,XiaoyiLi,ChenyiYi
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.3450174
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