硫脲衍生物CPTU通过抑制碘氧化路径显著提升CsFAMA钙钛矿太阳能电池稳定性

本研究针对钙钛矿太阳能电池（PSCs）因缺陷和氧化导致的稳定性难题，开发了采用硫脲衍生物CPTU的缺陷钝化策略。通过将CPTU作为添加剂引入CsFAMA三元阳离子钙钛矿层，有效抑制了碘化物氧化和超氧化降解路径，使器件效率从20.74%提升至22.97%，并在45°C持续光照下实现1000小时后仍保持84%初始效率的突破性稳定表现。

　　

钙钛矿太阳能电池（Perovskite Solar Cells, PSCs）虽具有卓越的光电转换效率，却因材料缺陷及环境因素（如氧气、湿度）引发的降解而面临稳定性挑战。本研究采用含多重官能团的硫脲衍生物——4-(Carbamothioylamino)phenylthiourea（CPTU），通过添加剂工程策略将其引入CsFAMA（铯-甲脒-甲胺三元阳离子）钙钛矿活性层中。CPTU分子中的硫基和氨基可同时钝化薄膜体相与表面缺陷，有效抑制碘离子（I^–）的氧化路径，并缓解超氧化物（superoxide）诱导的降解反应，从而显著增强器件的抗光降解能力。

实验结果表明：经CPTU处理的器件光电性能全面提升，能量转换效率（Power Conversion Efficiency, PCE）从对照组20.74%提高到22.97%。在45°C持续光照下的长期稳定性测试中，CPTU改性器件在500小时后仍保持92%的初始效率（对照组仅为69%），1000小时后仍维持84%的高性能保留率。该研究凸显了CPTU在缺陷钝化与氧化抑制方面的双重作用，为制备高效、稳定的钙钛矿太阳能电池提供了创新性的分子设计策略。