大湾区大学物质科学学院于华教授课题组与昆明理工大学陈江照教授合作，在基于铯/甲脒(CsFA)的钙钛矿太阳能电池方面取得新进展。相关成果以“Converting Residual Unstable PbI2 into Robust 2D Perovskite via Spacer Cation Engineering Toward Operationally Stable Perovskite Solar Cells”为题发表在《Angewandte Chemie International Edition》期刊。

       解决由残留的碘化铅（PbI₂）所引起的光不稳定问题对于同时实现高功率转换效率和优异稳定性至关重要。在此，本研究报告了一种基于维度工程的有效管理残留光活性碘化铅PbI₂的策略。胍法辛盐酸盐（GUFCl）作为添加剂或界面改性剂被用于调节钙钛矿薄膜，将晶界（GB）处的残留碘化铅PbI₂转化为稳定的二维钙钛矿，这抑制了钙钛矿薄膜的光分解，抑制了离子迁移，从而稳定了晶界。

       二维钙钛矿的形成可以降低缺陷密度，促进载流子传输和提取，从而减轻载流子非辐射复合。因此，掺入GUFCl的p-i-n倒置钙钛矿太阳能电池（PSCs）实现了26.19%的冠军效率，并显著提高了运行稳定性。未封装的倒置PSC在连续跟踪最大功率点（MPP）1100小时后仍能保持其初始效率的92%。

       本工作提供了一种简单而有效的方法来解决残留PbI₂引起的内在不稳定性问题，旨在实现高效的运行稳定的钙钛矿光伏电池。

图1 加入GUFCl后形成的二维钙钛矿

图2  界面电荷转移与提取的研究

图3 GUFCl与钙钛矿化学相互作用机理的研究

图4 钙钛矿薄膜质量表征