基于甲脒的钙钛矿太阳能电池通过受限压力退火实现增强的耐湿稳定性和性能

摘要： 基于甲脒（FA）的钙钛矿太阳能电池（PSC）相比甲基铵（MA）同类产品展现出更强的稳定性。然而，要实现商业化应用，其稳定性仍需进一步提升。我们在此证明，通过采用限压退火（CPA）工艺并控制FAPbI3钙钛矿前驱体溶液中铯（Cs）的引入量，可获得高质量薄膜，其耐湿性显著增强。在未添加二维阳离子添加剂、表面钝化层或封装的情况下，Cs0.1FA0.9PbI3钙钛矿在70%相对湿度环境中存放500小时未出现相降解。未封装器件保持了超过70%的初始性能（持续500小时），而传统工艺器件仅能维持<80小时——该耐湿性与优异的二维/三维钙钛矿相当?；贔A的钙钛矿晶粒尺寸增大至1微米以上，静态水接触角高达112°。表面阳离子组成发生变化，表面富集FA阳离子而薄膜内部呈现均匀的Cs/FA分布。陷阱态密度与载流子复合速率同时降低，实现了82%的高填充因子及超过20.23%的效率。本研究表明：通过在结晶过程中调控表面组分，可进一步增强三维钙钛矿的本征稳定性。