通过多种效应实现协同缺陷钝化，从而制备出高效且稳定的钙钛矿太阳能电池

《ChemSusChem》：Synergistic Defect Passivation via Multiple Effects for High-Efficiency and Stable Perovskite Solar Cells

　　

摘要

近年来，有机-无机钙钛矿太阳能电池（PSCs）引起了广泛的研究兴趣，其光电转换效率（PCE）达到了27.3%的显著水平。然而，钙钛矿薄膜表面和晶界的缺陷导致了严重的非辐射复合现象，这阻碍了PSCs在效率和稳定性方面的进一步提升。缺陷钝化被认为是释放PSCs全部潜力的有效策略。本文报道了一种由2-噻吩乙基铵溴化物（2-ThEABr）实现的多效协同缺陷钝化策略。我们发现2-ThEABr分子具有双重作用：它有助于在三维（3D）钙钛矿表面上形成二维（2D）钙钛矿结构，同时其溴（Br）和硫（S）原子能够钝化卤化物空位以及未配位的Pb²⁺位点。此外，2-ThEABr与钙钛矿之间的S-Pb相互作用增强了2D和3D钙钛矿表面的接触强度。由于这种协同钝化作用，该策略表现出极强的普适性，显著提高了各种成分PSCs的光电转换效率。值得注意的是，使用2-ThEABr处理的Cs_0.05FA_0.95PbI₃钙钛矿太阳能电池实现了24.75%的最高光电转换效率，并且开路电压（V_OC）为1.190 V。此外，经过2-ThEABr钝化的钙钛矿薄膜具有显著提高的稳定性，未经封装的器件在老化1200小时后仍能保持初始效率的85%。

图形摘要

本文提出了一种多效协同缺陷钝化策略，用于提高钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性。理论和实验分析均表明该策略能够有效钝化缺陷。结果表明，采用该策略的钙钛矿太阳能电池实现了24.75%的光电转换效率以及1.190 V的开路电压，并且稳定性得到提升。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

本研究的支持数据可在本文的补充材料中找到。