（合集汇近期钙钛矿新进展）
文 献 前 沿
前驱体溶液老化过程会对钙钛矿太阳能电池（PVSC）的光伏性能产生重大影响。与一步法相比，两步序贯法的前驱体中的老化现象更严重，因为质子溶剂异丙醇促进了胺-阳离子副反应和碘离子氧化。南昌大学陈义旺教授&北京大学长三角光电科学研究院 Licheng Tan报告了一种在两步法中选择性稳定有机胺盐和碘化铅（PbI2）前体溶液的新方法。在有机胺盐溶液中引入苯-1,3-二硫醇可以减轻由于形成酸性和还原环境而导致的胺阳离子副反应。同时，十甲基二茂铁 (FcMe10/FcMe+10) 对可以在 PbI2 溶液中充当氧化还原梭，以循环方式同时氧化 Pb0 和还原 I2。因此，由改进的前驱体溶液制成的 PVSC 器件表现出 25.31% 的卓越功率转换效率，在溶液老化 21 天后仍保持 95% 的效率。此外，未封装的器件在连续照明下最大功率点跟踪下保持 85% 的原始效率达 1500 小时。
图 1：a) 两步法前驱体溶液老化机制和目标抑制策略的示意图。b) FA+-BDT和FA+-IPA的分子结构和相互作用能。c) BDT和FAI-BDT在IPA-d8中的1H-NMR谱图。d) BDT和PbI2-BDT的FTIR谱图。
图 2：a, b) 不同时间老化的有机阳离子前驱体溶液的1H-NMR谱图。c, d) 不同时间老化的有机阳离子前驱体溶液的FTIR谱图。e-g) 使用老化控制和目标前驱体溶液的设备的ToF-SIMS深度剖面和相关3D图像。h, i) 不同时间老化的有机阳离子前驱体溶液的UV-vis吸收谱图。
图 3：a) 在DMF/DMSO溶剂混合物中分布的I2和Pb0粉末，有无FcMe10，溶液在60°C下搅拌。b) 上层溶液的UV-vis透射谱图。c) 溶液蒸发残渣的XRD图。d) FcMe10, Pb0-FcMe10, I2和I2-FcMe10溶液的UV-vis透射谱图。e, f) 不同时间老化的PbI2前驱体溶液的DLS谱图。g, h) 有无FcMe10的PbI2膜的Pb 4f XPS谱图。i) Pb0/(Pb0 + Pb2+)比率的拟合结果。
图 4：a-d) 随入射角变化的深度依赖GIXRD图案。e-h) 从新鲜和老化前驱体溶液制备的相应钙钛矿膜的2D-GIXRD衍射图案。i-l) 相应钙钛矿膜的顶视图和横截面SEM图像。
图 5：a-d) 从新鲜和老化前驱体溶液制备的相应钙钛矿膜的PL映射图像。e, f) 在5×5平方厘米基底上制备的相应钙钛矿膜的UV-vis吸收谱图。g, h) 在新鲜和老化前驱体溶液上制备的相应钙钛矿膜的PL谱图。i, j) 从控制和目标前驱体溶液制备的设备在不同时间老化的PCE演变。k) 对应设备的J-V曲线。l) 在25°C的N2手套箱中，未封装设备在恒定光照下的最大功率点跟踪。
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