双功能邻苯二甲酰胺调控抗老化PbI2用于高效钙钛矿太阳能电池

本文创新性地引入邻苯二甲酰胺（PA）调控PbI2前驱体溶液，通过双齿配位抑制Pb2+水解和I-氧化，同时促进与甲脒铵盐（FAI）的完全反应。该策略显著提升钙钛矿太阳能电池（PSCs）的电流密度（JSC达26.70 mA cm-2）和稳定性（氮气环境1000小时后效率保持率95%），为规模化制备高效PSCs提供新思路。

　　

Highlight

本研究揭示PA分子通过双齿配位形成八面体结构（C=O与Pb²⁺配位，-NH₂弱酸性抑制水解），协同调控PbI₂前驱体溶液稳定性。其苯环π-π堆叠和偶极相互作用增强分子间作用力，最终获得J_SC突破26 mA cm^-2、效率23.80%的器件。

Result and discussion

静电势分析显示PA分子电荷分布特性（图S1），1.5 mg/mL为最佳浓度（图S2）。傅里叶变换红外光谱证实C=O与Pb²⁺配位（峰位移至1635 cm^-1），X射线光电子能谱显示Pb 4f轨道结合能降低0.3 eV，证实电子云密度重分布。

Conclusion

PA通过螯合作用稳定PbI₆八面体结构，抑制I^-氧化为I₂，同时促进FAI完全反应。该抗老化策略使未封装器件在85°C/85%RH条件下保持90%初始效率，为钙钛矿组件商业化提供关键技术支撑。