EES：三聚氰胺螯合策略控制倒置钙钛矿太阳能电池的碘化铅到钙钛矿的转化

知光谷 · 公众号 · · 2025-02-05 08:00

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众所周知，有机-无机杂化钙钛矿薄膜中适量的碘化铅（PbI2）能够钝化缺陷并稳定材料。然而，相反，过量的 PbI2 反而会导致快速降解，从而破坏钙钛矿太阳能电池（PSC）的稳定性。

为了应对这一挑战，俄罗斯科学院Lavrenty G. Gutse中国科学院Zheng Liang、Pavel A. Troshin和中国科学技术大学徐雪青等人建议使用三聚氰胺（MEA）添加剂来控制用顺序沉积法制备的钙钛矿薄膜中 PbI2 的浓度。正如我们的计算和 NMR 测量结果所证明的那样，MEA 具有与 PbI2 的表面拓扑结构完美结合的供体和受体区域：三嗪核心单元能够与未配位的铅结合，而 MEA 的氨基能够与碘化物阴离子配位并有效地“三螯化”PbI2，从而钝化缺陷并促进载流子分离。此外，MEA 和碘化铯的同时引入调节钙钛矿薄膜的结晶，提高了（111）晶体取向的程度，并能够形成无针孔的高质量钙钛矿薄膜。因此，基于 MEA 和碘化铯的协同效应，我们通过顺序沉积法制备了倒置 PSC，其 PCE 为 25.66%（认证为 25.06%），高 VOC 接近 1.2 V，稳态 PCE 为 25.19%。

优化后的装置可以在最大功率点保持 90% 以上的初始效率 1000 h。此外，通过这一策略，我们还准备了一种效率高达 24.03%的柔性设备。在 5000 次弯曲循环后仍能保持 90% 以上的初始性能，从而表现出优异的机械稳定性。