高效3D/准2D异质结构倒置钙钛矿太阳能电池表面的重构

《Advanced Functional Materials》：Reconstruction of the Surface for Efficient 3D/Quasi-2D Heterostructured Inverted Perovskite Solar Cells

钙钛矿太阳能电池通过引入3-哌啶甲酰胺（PDN）钝化表面缺陷，降低能级错配和非辐射复合，形成n型准二维表面层提升载流子提取效率，器件效率达26.10%且稳定性优异。

　　

摘要

能级不对齐导致的界面非辐射复合以及界面缺陷引起的载流子传输损失是限制钙钛矿太阳能电池功率转换效率（PCE）的关键因素。为了解决这些问题，本研究引入了3-哌啶甲酰胺（PDN）来重构三维钙钛矿的表面。PDN能够同时钝化浅层和深层缺陷，形成一层n型准二维钙钛矿表面层，从而增强电子提取能力并降低能级障碍。密度泛函理论（DFT）计算表明，PDN中的电子给体单元（R-C-NH）优先与钙钛矿（PVK）表面的配位不足的Pb²⁺缺陷位点结合。PDN中的R-NH₂基团与[PbI₆]^4?八面体上的I^?离子之间形成的氢键进一步增强了这种结合能力。采用这种策略的器件实现了26.10%的优异功率转换效率。此外，未封装的钙钛矿太阳能电池也表现出出色的稳定性，在25°C、30%湿度条件下，经过约1400小时后仍能保持初始功率转换效率的88%。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。