铷碘化物钝化钙钛矿实现高效光伏应用：多光照环境下的稳定性突破

本文推荐：该研究通过碱金属碘化物（特别是RbI）对钙钛矿薄膜进行多界面缺陷钝化，显著提升了钙钛矿太阳能电池（PSC）在标准光照（1 SUN）和低强度LED照明（1000 lux）下的性能，PCE分别提升至21.53%和37.09%。通过抑制非辐射复合、离子迁移和相分离，器件在无封装条件下实现1000小时稳定性保持90%效率，为自供电物联网（IoT）传感器提供了可靠能源解决方案。

　　

引言：钙钛矿光伏的室内应用挑战
金属卤化物钙钛矿因其可调带隙和高吸光系数成为室内光伏（IPV）的理想材料，但低光照条件下缺陷诱导的非辐射复合严重限制其效率。混合卤化物钙钛矿（如FA_0.85MA_0.15Pb(I_0.85Br_0.15)₃）虽匹配室内光源光谱，却面临相分离和晶格应变导致的电压损失（V_OC deficit）。

碱金属碘化物的多界面钝化机制
研究团队采用RbI等碱金属碘化物协同钝化钙钛矿埋底界面、体相和表面缺陷。扫描电镜（SEM）显示RbI处理使薄膜晶粒尺寸增大且底部界面无针孔，而飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）证实Rb⁺扩散至整个钙钛矿层，占据A位空位并抑制碘空位形成。X射线光电子能谱（XPS）中Pb 4f峰向低结合能偏移，表明未配位Pb²⁺被钝化。

性能提升与稳定性验证
RbI处理使器件在1 SUN和1000 lux LED下的PCE分别提升1.45%和5.68%，V_OC接近Shockley-Queisser极限（1.01 V vs. 理论值1.59 eV）。热导纳谱（TAS）显示陷阱态密度（N_t）降低至8.98×10¹⁶ cm^?3，载流子寿命延长至680 ns。无封装器件在持续照明下保持90%初始效率，归因于RbI抑制的晶格应变（通过掠入射XRD证实d间距均匀性）和相分离（PL波长偏移<5 nm）。

物联网应用示范
由9个RbI-PSC并联组成的微型模块在1000 lux卤素灯下输出2780.95 μW功率，成功驱动温湿度传感器并通过蓝牙传输数据至智能手机，验证了其在自供电物联网（IoT）中的实用价值。

结论与展望
该工作通过RbI的全界面钝化策略，为高效稳定室内钙钛矿光伏提供了新思路，未来可拓展至柔性器件和大面积模块制备，推动能源自主型电子设备发展。