殘留PbI2光分解引起的晶界(GBs)不穩(wěn)定性一直是同時(shí)提高鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)穩(wěn)定性和光電轉(zhuǎn)換效率(PCE)的難題。鑒于此,2025年7月30日昆明理工大學(xué)黃惠&陳江照于AM刊發(fā)通過原位形成堅(jiān)固的層狀金屬有機(jī)復(fù)合物來穩(wěn)定晶粒邊界,以實(shí)現(xiàn)高性能反式鈣鈦礦太陽能電池的研究成果,本文報(bào)道了一種新的通過控制鈣鈦礦薄膜中不穩(wěn)定殘留PbI2來穩(wěn)定晶界的策略,該策略是通過將2-碘咪唑(2-IM)加入鈣鈦礦前驅(qū)體溶液中實(shí)現(xiàn)的。2-IMPbI2可以原位將晶界處不穩(wěn)定的殘留PbI2轉(zhuǎn)化為堅(jiān)固的金屬有機(jī)復(fù)合物2-IMPbI2,該復(fù)合物具有有序的六方層狀晶體結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn),2-IMPbI2比PbI2具有更好的缺陷鈍化效果和穩(wěn)定性。形成的2-IMPbI2促進(jìn)鈣鈦礦結(jié)晶,鈍化晶界缺陷,抑制離子遷移,減輕相偏析,促進(jìn)載流子傳輸,從而同時(shí)提高PCE和穩(wěn)定性。得益于巧妙的晶界調(diào)制策略,反式1.66 eV鈣鈦礦太陽能電池的效率高達(dá)24.12%,達(dá)到迄今為止報(bào)道的1.66 eV 鈣鈦礦太陽能電池的最高效率之一。該策略展現(xiàn)了良好的普適性,實(shí)現(xiàn)了高效的1.53 eV鈣鈦礦太陽能電池,效率高達(dá)26.84%。此外,采用2-IMPbI2制備的反式寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池在連續(xù)最大功率點(diǎn)運(yùn)行1000小時(shí)后,以及在85 °C下經(jīng)受500小時(shí)熱應(yīng)力后,效率分別保持初始效率的94%和90%。
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