【奋翅起高飞】西安交大科研人员在钙钛矿太阳能电池湿度稳定性方面取得重要进展

目前最高效率记录的单结钙钛矿太阳能电池使用混合离子钙钛矿，且展示了比单阳离子和单卤素离子钙钛矿更好的稳定性。混合阳离子可以贡献于热、光照、湿度和机械稳定性，而混合卤素离子有助于生成更高纯度的3C黑相、可重复性的制备和提高热稳定性。可是，混合离子钙钛矿的晶界和薄膜表面仍然存在复杂的点缺陷和悬挂键，这些缺陷导致了非理想的性能和不满意的稳定性。

西安交通大学电子学院汪敏强课题组报道了采用含磷、氟路易斯酸碱分子钝化Cs_0.05MA_0.15FA_0.8Pb(I_0.83Br_0.17)₃表面，获得了最高效率22.02%，未封装器件经过14天的75%和85%相对湿度分别保留了63%和80%的初始效率。根据最新钙钛矿太阳能电池稳定性共识ISOS-D-1，暗态存放湿度稳定性可用于评价器件在极端湿度条件下的性能衰减，同时可以揭示湿度降解过程中的表面缺陷演化。混合离子钙钛矿的湿度降解起源于Cs和卤素离子迁移协同作用导致的相分离。

该成果以论文形式发表在材料科学著名期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）（影响因子15.6）。论文第一作者是杨智副教授，通讯作者是汪敏强教授，硕士生窦金娟完成器件制备与测试，西安交大为第一作者单位与通讯作者单位。近年来，课题组在钙钛矿光伏和光探测器件取得了一系列成果，相关成果发表在Adv. Funct. Mater., Mater. Today Energy, Solar RRL, ACS Appl. Mater. Interfaces, J. Mater. Chem. C等期刊。

西安交大材料学院杨冠军教授和中山大学吴武强教授、匡代彬教授参与本项工作。该研究获得国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目、青年项目、博士后面上项目的支持。

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