氧空位 - Ti??态诱导的钙钛矿太阳能电池两阶段紫外降解

摘要： 钙钛矿太阳能电池（PSCs）在紫外（UV）辐照下的失效是商业化应用的重大障碍。本研究在惰性气氛中连续紫外辐照条件下，发现了基于二氧化钛的PSCs存在两阶段降解过程。第一衰减阶段中，氧空位-三价钛（Ti3+-VO）在紫外激发下转变为活性四价钛-氧空位（Ti4+-VO）陷阱态并导致光生载流子损失。此外，Ti4+-VO态可通过氧化碘离子（I?）逆转为Ti3+-VO态，进而引发I3?累积。随后，I3?浓度升高加速的钙钛矿快速分解取代了光生载流子损失，成为第二衰减阶段的主导机制。研究提出通过阻断Ti3+-VO态转变来提升紫外稳定性的通用方法，该方案可通过乙氧基化聚乙烯亚胺（PEIE）修饰层实现。优化后的器件在72天紫外辐照后仍保持初始效率（20.51%）的约75%，而普通器件则完全失效。