"杀菌剂"分子氯氟氰菊酯(TPN)平面化钝化CsPbI2.75Br0.25钙钛矿表面实现高效碳基太阳能电池

本文创新性地采用杀菌剂氯氟氰菊酯(TPN)对CsPbI2.75Br0.25钙钛矿表面进行"杀菌"处理，其多重反应位点可同时锚定两个未配位Pb2+并钝化卤素空位缺陷，形成平面化超薄钝化层。该策略显著降低钙钛矿/碳电极界面传输势垒，构建梯度能级排列，使无空穴传输层(HTL-free)碳基全无机钙钛矿太阳能电池(C-PSCs)效率(PCE)从16.94%提升至18.23%，填充因子(FF)高达81.06%。

　　

Highlight

采用具有多重反应位点的"杀菌剂"氯氟氰菊酯(TPN)对CsPbI_2.75Br_0.25钙钛矿表面进行"杀菌"处理

Results and discussion

如图1a-b所示，TPN分子结构中对称分布的氰基和氯原子可同时锚定两个未配位Pb²⁺形成路易斯酸碱对，同时氯原子占据卤素空位，有效钝化表面缺陷。理论计算表明，TPN在钙钛矿表面呈现平面排布，形成超薄钝化层，显著降低传输势垒。这种构型使苯环外露，构建梯度能级排列，提升空穴提取效率并增强疏水性。

Conclusions

研究表明，TPN表面修饰能同时钝化CsPbI_2.75Br_0.25钙钛矿的未配位铅离子和卤素空位缺陷，抑制PbI₆八面体晶格畸变。第一性原理计算证实其平面排布特性，为开发高效钝化策略提供新思路。