Voc 1.19 V！卤化乙胺氯化物调制提升钙钛矿太阳能电池性能

主要内容：

界面工程已成为优化钙钛矿太阳能电池载流子动力学的关键策略，其中调制器的设计对于提升界面效应至关重要。华侨大学吴季怀教授带领其团队创新性地引入卤化乙基胺盐酸盐（XEA），如2-氟乙基胺盐酸盐（FEA）、2-氯乙基胺盐酸盐（CEA）或乙基胺盐酸盐（EA），至钙钛矿层（PVK）与SnO2电子传输层（ETL）之间的埋藏界面。这一策略旨在促进晶体生长、精确调节能级以及有效钝化缺陷。

预先嵌入的XEA与PbI2相互作用，生成一种二维介晶相，该相如同种子般引导外延钙钛矿的生长动力学和取向，促使形成晶粒更大、致密度更高的均匀钙钛矿薄膜。这一过程显著减少了因埋藏界面处过量PbI2所导致的缺陷。此外，XEA中的NH3+阳离子和X−阴离子不仅填充并协调了空位，还钝化了SnO2和钙钛矿中的缺陷。同时，XEA的引入巧妙地调整了PVK/ETL之间的能量匹配，有效补偿了埋藏界面的能量损失。

得益于上述优势，经FEA改性的器件展现出了卓越的性能：光电转换效率高达24.7%，开路电压达到了1.19 V，并且稳定性显著提升。具体而言，这种埋藏界面调制策略通过XEA与PbI2的优先相互作用，形成了一种二维中间相，该相作为生长模板，优化了钙钛矿薄膜的微观结构。同时，XEA上的卤素原子有效占据了悬挂的羟基和氧空位，进一步钝化了缺陷，并抑制了载流的非辐射复合。光谱表征结果进一步证实了XEA的添加优化了ETL/PVK埋藏界面的能级排列，这对于电荷载流子的高效提取和传输至关重要。

与原始钙钛矿太阳能电池（PSC）相比，经FEA调制的器件不仅在效率上从21.8%提升至24.7%，而且在滞后指数方面也从0.0341显著降低至0.0069。此外，在室温条件下储存1100小时后，其初始光电转换效率保持率高达53%，并保留了该值的92%，展现出显著的稳定性提升。综上所述，埋藏界面调制策略为钙钛矿太阳能电池的性能优化提供了一条新的有效途径。

文献信息：

Halogenated Ethylamine Hydrochloride Modulation Facilitating a VOC of 1.19 V in Perovskite Solar Cells

Ying Wang,Jihuai Wu,Chunyan Deng,Fengli Liu,Mengyao Guo,Jingwei Xu,Lin Gao,Miaoliang Huang,Zhang Lan,Peng Gao

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202419868