兰州理工大学CEJ：光驱动碳卤素键裂解在钙钛矿太阳能电池中改进游离碘捕获

知光谷 · 公众号 · · 2025-01-29 07:55

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碳基无空穴钙钛矿太阳能电池（PSC）在功函数匹配、疏水性、导电性和相对较低的成本方面具有优异的性能，是一种有竞争力的替代方案。然而，内部缺陷极大地影响了 PSCs 的稳定性。尤其是 Pb-I 末端的碘空位缺陷具有较低的形成能，更容易形成并稳定存在。

在这项工作中， 兰州理工大学刘文武和孔令斌等人 引入了一些对溴苯胺（BrC 6 H 4 NH 2 ）添加剂以动态自修复缺陷，同时捕获钙钛矿中迁移的 I − 离子。在户外光照下，对溴苯胺中的大部分 C-Br 键被激活并断裂，产生 Br − 离子和苯胺阳离子（C 6 H 4 NH 2 + ）。由于半径较小的 Br − 离子优先吸附和钝化 Pb-I 端的碘空位。此外，C 6 H 4 NH 2 + 阳离子捕获了从钙钛矿迁移的 I − 离子，防止卤素离子在光照下发生进一步的化学反应，从而通过双重保护机制提高了 PSC 的稳定性。在明/暗条件下，通过协调 C-X （X = Br， I）键的精确切割和随后的重组，X − 离子可以经历重复循环，以促进碘空位缺陷的动态、循环自我修复机制。

结果表明，对溴苯胺改性的 PSCs 的光电转换效率（PCE）从 13.46 % 提高到 17.18 %。未封装的 PSC 在 AM 1.5 光照下，室温和 RH 60% 下保持 83.7% 的稳态输出功率 40 天。