河南大学李萌AFM:表面缺陷的多点协同钝化实现高效稳定钙钛矿太阳能电池钙钛矿固有的缺陷(碘化铅反转和碘空位)会导致非辐射复合,并且还存在离子迁移,降低了钙钛矿器件的效率和稳定性。消除这些固有缺陷对于实现高效钙钛矿太阳能电池至关重要。
在此,河南大学李萌等人引入了具有多个活性位点的有机分子(4,7-溴-5,6-氟-2,1,3-苯基丙基噻二唑,M4)来修饰钙钛矿的上界面。当M4与钙钛矿表面相互作用时,活性溴(Br)位点与表面的铅(Pb)相互作用,修复碘原子空位缺陷。M4 的氟 (F) 位点与 Pb 相互作用,可纠正八面体晶格畸变并消除 Pb I缺陷。此外,硫-碘 (S-I) 相互作用可减少 I-I 二聚化并消除 I- Pb缺陷。还计算出 M4 的能级与带隙一致,促进电荷转移。结果,钙钛矿器件的效率为25.1%,稳定功率输出(SPO)为25.0%,电压为1.19 V,填充因子为85.2%。
该器件在氮气气氛中老化 2000 小时后仍保持其初始效率的 95%。因此,表面缺陷的多点协同钝化为提高钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性提供了有效的方法。
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