添加剂工程实现钙钛矿太阳能组件的大面积涂布制备：胶体稳定与结晶调控新策略

本期推荐：本研究通过引入N-氰基-4-甲基-N-苯基苯磺酰胺（CMPS）添加剂，创新性地解决了钙钛矿太阳能电池（PSCs）大面积制备中胶体聚集和结晶控制难题。该添加剂通过π-π相互作用增强PTAA基底润湿性，同时利用氰基/磺酰基协同钝化界面缺陷，使狭缝涂布制备的组件在52 cm2和260 cm2孔径面积下分别实现20.57%和17.02%的功率转换效率（PCE），并展现优异的MPP追踪稳定性（1500小时保持85%初始效率），为钙钛矿光伏商业化提供了新思路。

　　

亮点解析

CMPS与钙钛矿的相互作用：钙钛矿薄膜的均质性取决于前驱体特性。在钙钛矿前驱体溶液中，组分以胶体颗粒形式存在，这些颗粒由碘化铅酸盐阴离子与有机阳离子之间的静电作用形成的双电层（EDL）稳定。我们通过添加剂策略增强胶体稳定性——CMPS的苯环与PTAA形成π-π堆叠，氰基（C≡N）和磺酰基（SO₂）则分别通过路易斯酸碱对作用（CMPS-PbI₂）和氢键（CMPS-FA⁺）固定离子，显著改善胶体尺寸分布均一性。

结论

我们开发了一种可规模化应用的钝化策略：通过抑制前驱体组分聚集和延缓结晶速率，在钙钛矿埋底界面实现均匀缺陷钝化。优化浓度的CMPS添加剂能精准调控结晶动力学，降低缺陷密度，最终获得形貌均匀、缺陷少、界面电荷传输快的钙钛矿太阳能电池（PSCs）。

作者贡献声明

Xinxin Li：负责实验设计、数据分析和论文撰写；Long Zhou：指导研究方向并参与论文修订；其他作者分别参与材料表征、设备测试或理论计算等工作。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本研究结果的财务或个人关系。

致谢

感谢国家自然科学基金（62274132等）、国家重点研发计划（2021YFF0500504）等项目的资助。