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学术前沿
PAPER
宽禁带（WBG）钙钛矿薄膜中的晶界（GB）缺陷是导致开路电压（VOC）损失和性能退化的主要因素。
韩国庆北国立大学Sangwook Lee提出通过整合无机保护层和减少钙钛矿薄膜中GB的密度来钝化GB。通过将硫氰酸钾（KSCN）整合到I-Br混合卤化物WBG钙钛矿中实现的。首次报道了KSCN的整合在GBs沿形成了带状屏障，并且KSCN还增大了钙钛矿薄膜的晶粒。
整合KSCN显著提高了WBG单结钙钛矿太阳能电池的填充因子和VOC，通过降低陷阱密度，实现了高功率转换效率（PCE）。此外，由于减少了光诱导的卤化物分离，操作稳定性和货架稳定性都得到了显著提高。使用无机卤化物钝化的WBG子电池，展示了一个效率为27.04%的单体全钙钛矿串联太阳能电池。
图一：KSCN掺杂的单结WBG PSCs的光伏特性。a) 从每个变量的冠军电池收集的J-V曲线，显示了正向（F）和反向（R）扫描。插图显示了WBG单结电池的器件结构（ETL：C60/SnO2）。b-e) 光伏参数的统计数据（> 15个器件）；（b）PCE，（c）JSC，（d）VOC，（e）FF。所有器件都在空气中未封装的情况下在AM 1.5G条件下测量。孔径面积为0.094 cm2。f) 每个变量的代表性器件的EQE光谱和相应的集成JSC。g) 在空气中未封装的情况下在1 SUN下测试的MPPT轮廓。绿色虚线标记了初始最大功率的85%。
图二：KSCN对电荷动力学和卤化物分离的影响。a) 从样品中收集的TRPL衰减轮廓，配置为玻璃/TCO/2PACz/钙钛矿。b) 为器件配置玻璃/TCO/钙钛矿/Au测量的暗电流-电压曲线。每个器件的陷阱填充限制电压用垂直箭头标记。c) 钙钛矿薄膜的吸收系数α与光子能量的关系。确定的Eu值已在图中标出。d) 在特定激光照射（470 nm）持续时间后测量的归一化稳态PL光谱。
图三：钙钛矿薄膜的形态和元素表征。a-b) （a）对照组和（b）KSCN掺杂钙钛矿薄膜的顶视图SEM图像，以及c-d) 对应的横截面SEM图像。e-j) KSCN掺杂钙钛矿薄膜的EDS线扫描结果。在SEM图像（e）中指示的箭头沿线检查了K、Cs、Pb、I和Br元素的计数（f-j）。k) 从EDS点分析收集的GI和GB的K至Pb原子比。相应的EDS光谱显示在支持信息图S8中。
图四：钙钛矿薄膜的晶体学特性。a) 控制和KSCN掺杂钙钛矿薄膜的-2 XRD图案。使用氧化铟锡（ITO）作为TCO基底，以最小化表面粗糙度对XRD分析的影响。b) 控制和KSCN掺杂样品的（001）至（111）峰比率（左轴）和（001）峰的FWHMs（右轴）的比较。c) 在≈12.6°处的-2 XRD图案的放大图。d) 控制和KSCN掺杂钙钛矿薄膜的GI-XRD图案，入射角为1°。e) 从-2 XRD和GI-XRD收集的12.6°峰与钙钛矿（001）峰的强度比率的比较。f) KSCN掺杂钙钛矿薄膜和合成的K2Pb(I0.55Br0.45)4薄膜的XRD图案，以及K2PbI4（JCPDS）、K2PbBr4（JCPDS）和K2Pb(I0.55Br0.45)4（计算）的峰。
图五：KSCN掺杂WBG钙钛矿应用于单体全钙钛矿串联太阳能电池和基于不同带隙的单结PSCs。a) 串联太阳能电池器件结构的示意图和b) 对应的横截面SEM图像。c) 串联电池中WBG和NBG子电池的EQE光谱和相应的集成JSC。d) 每个变量的最佳性能子电池和串联电池的J-V曲线。e) 每个器件的Pmax随时间的变化。f) 用于优化不同带隙PCE的单结器件的器件结构示意图。这里，C60/BCP层被用作ETLs，以展示高效率。g) 带隙为1.70、1.78和1.82 eV的器件的最高PCEs。最佳和平均PV参数及其标准偏差总结在支持信息表S5中。h) 在空气中未封装的情况下在1 SUN下测试的WBG（1.82 eV）单结器件的MPPT轮廓。绿色虚线标记了初始最大功率的85%
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