通过化学抑制可逆分解实现高效且超稳定的钙钛矿太阳能电池

摘要： 尽管钙钛矿太阳能电池具有卓越的光伏特性和可印刷性，但其固有的不稳定性仍是未来商业化面临的最严重缺陷。本研究从形貌、电子特性和化学成分等方面探究了钙钛矿薄膜的稳定性。具体而言，通过溴碘化物引入化学分解抑制策略来修饰晶体缺陷，从而制得迟滞效应受抑、耐久性优异且光电转换效率达21.5%的钙钛矿太阳能电池。飞秒瞬态吸收光谱和掠入射广角X射线散射测量深入揭示了载流子复合的减少，并表明改性钙钛矿薄膜的结晶度得到提升。此外，采用无需掺杂工艺的高效空穴传输材料PDPP4T，实现了开路电压增强且重复性更佳的钙钛矿太阳能电池。由此，改性后的钙钛矿太阳能电池在环境条件下存储5000小时后仍能保持初始效率的82%，经1000小时光照浸泡后保持90%的初始效率。通过封装技术还获得了长达100小时的优异耐水性。此外，在钙钛矿太阳能电池正面涂覆Ce3+-CsPbI3纳米晶作为发光下转换层后，器件效率进一步提升至22.16%。