FACs（甲脒铯）基钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其优异的热稳定性受到了研究者的广泛关注，被视为未来最有希望实现产业化的钙钛矿材料体系之一。然而，由于钙钛矿多晶薄膜内部以及界面存在缺陷诱导的非辐射复合现象，FACs基钙钛矿器件的效率和稳定性均未达到研究者的预期。

近日，北京理工大学陈棋教授课题组基于FACs基钙钛矿材料，探究了不同终端的硅烷界面修饰材料对钙钛矿器件效率以及热稳定性的影响。实验结果表明，采用3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷（IPTMS）分子进行界面修饰对钙钛矿器件性能的提升最为显著。通过荧光扫描图像技术发现，经过IPTMS分子修饰后的钙钛矿薄膜表面缺陷密度显著下降，非辐射复合得到了有效抑制。此外，界面处的载流子传输也得到了改善，最终器件的光电转化效率由20.97%提升至了21.97%，这是目前文献报道的FACs基钙钛矿电池的最高效率之一。此外，该分子修饰后的器件还具有出色的热稳定性，在85℃的热环境下储存1500 h后仍能保持初始效率的90%。

该研究揭示了不同界面分子终端对钙钛矿器件性能的影响，为制备高效稳定钙钛矿光伏器件提供界面设计的新思路。

图1.（a）不同硅烷材料修饰后的钙钛矿薄膜荧光发射强度扫描图像；（b）IPTMS修饰前后器件的电化学阻抗谱（EIS）；（c）IPTMS修饰前后器件的瞬态光电流响应谱（TPC）；（d）空间电荷限制电流（SCLC）。

Tailoring molecular termination for thermally stable perovskite solar cells

Xiao Zhang, Sai Ma, Jingbi You, Yang Bai, Qi Chen

J. Semicond. 2021, 42(11): 112201

doi: 10.1088/1674-4926/42/11/112201

Full Text: http://www.jos.ac.cn/article/doi/10.1088/1674-4926/42/11/112201?pageType=en

来源：半导体学报2021年第11期中文导读