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卤化低维钙钛矿界面钝化处理实现高性能稳定钙钛矿光伏器件
摘要： 电压损失主要由界面处的非辐射复合引起，这对钙钛矿太阳能电池（PSCs）的光伏性能产生了严重的负面影响。在此，我们首次通过采用不同苄基铵基芳香阳离子设计了四种卤化层以实现高性能器件。卤素官能团的引入不仅能增强疏水性，还能优化LDP的光伏特性，这对钙钛矿与空穴传输材料（HTM）层界面的钝化效应具有重要作用。具有卤化LDP钝化层的薄膜显示出抑制的非辐射复合和降低的陷阱密度，从而显著减少了电压损失。因此，采用4-溴苄基铵基LDP层的最佳器件实现了高达21.13%的功率转换效率（PCE），并提高了1.14 V的开路电压（Voc）。在卤化LDP层的疏水和缓冲作用下，改性器件在暴露于潮湿、高温和连续紫外照射时表现出卓越的长期稳定性。本工作证明了通过调节引入有机阳离子的化学性质来增强LDP层的钝化效应，从而实现高性能且稳定的钙钛矿光伏器件。
关键词： 低维钙钛矿，钙钛矿太阳能电池，卤化阳离子，钝化效应，光伏性能
更新于2025-09-23 15:21:01
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氟化富勒吡咯烷作为有机-无机和全无机钙钛矿太阳能电池的通用电子传输材料
摘要： [6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯（PC61BM）已被广泛用作倒置结构有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池（PeSCs）和全无机钙钛矿太阳能电池的电子传输材料（ETM）。然而，由于PC61BM电导率较低且对钙钛矿的钝化效果较差，其性能仍有待提升。本研究通过改进的1,3-偶极环加成反应合成了两种全氟苯基取代富勒烯吡咯烷——2-(全氟苯基)-5-苯基-C60-富勒烯吡咯烷（FP-i）和2,5-双(全氟苯基)-C60-富勒烯吡咯烷（FP-ii），并将其作为ETM引入基于有机-无机杂化钙钛矿（CH3NH3PbCl3-xIx）和全无机钙钛矿（CsPbI2Br）的倒置PeSCs中。采用FP-i和FP-ii的PeSCs展现出优异的光伏性能和器件稳定性，其表现优于或可比拟PC61BM器件。机理研究表明，FP-i和FP-ii具有更高的电导率、更显著的钝化能力及增强的疏水性，尽管其最低未占分子轨道（LUMO）能级略低。这些结果表明，FP-i和FP-ii可作为有机-无机杂化和全无机PeSCs的通用ETM，其性能优于或可比拟传统ETM材料PC61BM。
关键词： 倒置钙钛矿太阳能电池，富勒烯衍生物，钝化效应，器件稳定性，电子传输层
更新于2025-09-16 10:30:52
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具有二维修饰层的高性能且耐湿稳定的钙钛矿太阳能电池——通过引入高偶极矩阳离子实现
摘要： 近期，钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其优异的光电性能实现了重大突破。然而，其较短的寿命和较差的耐湿性阻碍了进一步应用。本研究引入具有高偶极矩的氟化铵盐（2,2,2-三氟乙基碘化铵，FEAI），在钙钛矿/空穴传输层界面生长二维修饰层（(FEA)2PbI4）。由于FEA+的电负性，该二维层产生有效钝化效应，减少界面缺陷并抑制非辐射复合。同时，其卓越的疏水性可在不损失效率的前提下?；と祁芽竺馐苁质??；?FAPbI3)0.85(MAPbBr3)0.15的FEAI修饰电池展现出19.24%的高光电转换效率（开路电压1.08 V，短路电流密度22.65 mA cm?2，填充因子78%）。在50±5%相对湿度下老化60天后，修饰电池仍保持初始效率的88%。本研究为制备具有高偶极矩阳离子的二维钙钛矿修饰层提供了有效策略，实现了兼具高性能与优异耐湿性的钙钛矿太阳能电池。
关键词： 二维改性层、水分稳定性、钙钛矿太阳能电池、钝化效应、高偶极矩阳离子
更新于2025-09-12 10:27:22