无机金属卤化物钙钛矿太阳能电池（PSCs）有望实现高效率和优异的热稳定性。然而，陷阱引起的严重非辐射电荷复合会导致光电压损失，从而限制了PSCs的功率转换效率（PCE）接近Shockley−Queisser (S-Q)极限。
陕西师范大学向万春研究员，田庆文，中科院大连化物所刘生忠研究员报道了研究了无机CsPbI3-xBrx钙钛矿薄膜上的表面缺陷，并使用生物相容性材料组胺（HA，2-(1H-imidazol-4-yl)ethanamine）选择性钝化了钙钛矿薄膜表面的关键缺陷—带正电荷的Vl。
研究发现，HA中的咪唑环通过Lewis酸碱反应优先与Vl发生强相互作用，而-NH2基团通过形成氢键与相邻卤化物发生相互作用，加强了HA分子在钙钛矿表面的吸附。这种协同效应显著减少了Pb2+配位不足和Pt团簇的数量。所形成的HA不会在钙钛矿之上构建2D层。表面钝化减少了器件内表面陷阱态数，并延长了电荷寿命。同时，随着HA钝化，钙钛矿层的能带边缘向正方向移动，有利于界面空穴的转移。
结果表明，经HA钝化的PSCs的VOC和FF得到了显著提高，在100 mW cm-2光照下，PCE达到20.8%，是迄今为止，所报道的所有类型的全无机金属卤化物钙钛矿型太阳能电池中最高的PCE。
该策略提供了一种合理的设计方案，可以有效钝化全无机钙钛矿，从而获得高效的钝化效果。
参考文献
Xiaojing Gu, et al, Rational Surface-Defect Control via Designed Passivation for High Efficiency Inorganic Perovskite Solar Cells, Angew. Chem. Int. Ed., 2021
DOI: 10.1002/anie.202109724
https://doi.org/10.1002/anie.202109724
原文刊载于【知光谷】公众号
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