大湾区大学物质科学学院于华教授课题组与西南石油大学李振宇研究员合作，在基于反式铯/甲脒(CsFA)的钙钛矿太阳能电池方面取得新进展。相关成果以“Bifacial Defect Management of Buried Interface for Enhanced Photovoltaic Performance of Inverted-Perovskite Devices with Precise Regulation of Charge Transport”为题发表在《Small Methods》上。

       自组装分子（SAMs）的内在聚集行为会导致钙钛矿基底层出现严重的不均匀性甚至空白。钙钛矿底部表面与氧化镍直接接触会发生氧化还原反应，这不可避免地会导致钙钛矿降解并增强电荷传输障碍。在此，开发了一种具有双向缺陷调节功能的1-丙烯基-2,3-二甲基咪唑六氟磷酸盐（PDMIMPF₆）分子。

       PDMIMPF₆可将SAMs和钙钛矿双层连接，调节两者的缺陷，并模糊界面空间。由于有机功能分子聚集缺陷的修复，SAM层的工作函数增加，有助于快速电荷传输并降低钙钛矿的降解率。此外，具有多功能基团的PDMIMPF₆已被证明可通过氢键和配位相互作用抑制FA+迁移并钝化未配位的铅缺陷。这种分子粘合策略使经PDMIMPF₆处理的器件实现了25.61%的功率转换效率。值得注意的是，在最大功率点跟踪下，未封装器件在1200小时时仍保持83.0%的初始效率，并且在超过2000小时内具有出色的湿度稳定性（91.4%）。

图1 钙钛矿薄膜质量表征

图2  具有双向缺陷调节功能的1-丙烯基-2,3-二甲基咪唑六氟磷酸盐（PDMIMPF₆）分子性能表征

图3 钙钛矿电池光伏性能表征