福建農(nóng)林歐陽新華AFM：效率25.77%！三元鈍化策略制備少缺陷高效率的鈣鈦礦太陽能電池

主要內(nèi)容

福建農(nóng)林大學(xué)歐陽新華教授團(tuán)隊(duì)針對鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）領(lǐng)域長期存在的缺陷調(diào)控難題，創(chuàng)新提出"三位一體"協(xié)同鈍化策略，通過前驅(qū)體溶液分子工程實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦薄膜的三維缺陷精準(zhǔn)抑制。該研究將自主研發(fā)的多功能分子PTR摻入PbI?前驅(qū)體溶液，構(gòu)建了從晶界到界面的立體鈍化體系，使n-i-p型器件光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）從23.04%顯著提升至25.77%（認(rèn)證值25.44%，國家光伏產(chǎn)業(yè)計(jì)量測試中心）。

研究揭示PTR分子通過三重作用機(jī)制實(shí)現(xiàn)缺陷調(diào)控：首先，其羧基（─COOH）與SnO?電子傳輸層表面氧空位形成強(qiáng)化學(xué)鍵合，精準(zhǔn)修復(fù)鈣鈦礦/SnO?界面缺陷并釋放殘余應(yīng)力；其次，分子體積效應(yīng)使其空間限域于晶界（GBs）區(qū)域，通過羰基（C═O）和硫羰基（C═S）的配位作用鈍化晶界缺陷態(tài)密度；*后，剩余PTR分子向上層界面擴(kuò)散，利用hole transport layer與spiro-OMeTAD空穴傳輸層中的二苯胺單元形成π-π共軛橋聯(lián)界面，實(shí)現(xiàn)電子-空穴傳輸層的高效能級匹配。

該策略展現(xiàn)出優(yōu)異的器件性能：經(jīng)修飾的PSCs不僅獲得25.44%的認(rèn)證效率，在85℃/85%RH環(huán)境下持續(xù)光照1000小時(shí)后仍保持初始效率的92%。

研究首次通過前驅(qū)體溶液分子設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了界面化學(xué)鍵合-晶界限域鈍化-傳輸層能級匹配的協(xié)同調(diào)控，為解決鈣鈦礦光伏器件的缺陷問題提供了全新理論框架和技術(shù)路徑，顯著推動(dòng)了該領(lǐng)域向產(chǎn)業(yè)化邁進(jìn)的步伐。

文獻(xiàn)信息：

Triad of Passivation Strategies for the Fabrication of Perovskite Solar Cells with Mitigated Defects and Enhanced Efficiency

Zhichao Lin, Jiande Lin, Zhehui Zhu, Tingxia Yan, Min Zhang, Hao Yao, Mengyao Sun, Xinhua Ouyang

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202502170

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