基于四氟硼酸盐的自发异质界面调节剂的挥发性阳离子工程：用于钙钛矿太阳能电池

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Engineering of Volatile Cations in Tetrafluoroborate-Based Spontaneous Heterointerface Modulators for Perovskite Solar Cells

自发异质界面调制剂（SHMs）通过调节钙钛矿异质界面提升太阳能电池效率，但存在浓度敏感性限制。本研究提出利用SHMs中不同挥发性的阳离子（NH4+、MA+、FA+）结合BF4^-阴离子，通过挥发性阳离子优先挥发减少未反应物种，显著降低浓度敏感性。实验表明NH4+BF4在优化效率的同时实现最佳浓度稳定性，为SHMs设计提供新思路。

　　

自发性异质界面调节剂（SHMs）的最新出现显著推动了钙钛矿太阳能电池（PSCs）的发展。实际的PSCs由多层组成；因此，调节这些容易产生缺陷的异质界面对于实现高效PSCs至关重要。SHMs作为添加剂被引入到PSC组分的前驱体溶液中，并在沉积过程中自发地调节这些异质界面，从而提高了PSCs的制备效率。尽管SHMs在工程方面具有优势，但其固有的浓度敏感性限制了其应用范围。因此，需要一种通用策略来减轻这种敏感性并充分利用其优势进行器件设计。在这里，我们提出了一种新策略：利用SHMs中的挥发性成分来解决浓度敏感性问题。该策略通过调控基于四氟硼酸盐（BF₄）的SHMs中的挥发性阳离子来证明其有效性。使用了铵（NH₄⁺）、甲基铵（MA⁺）和甲胺基铵（FA⁺）的BF₄盐作为甲胺基铅卤化物（FAPbI₃）钙钛矿光吸收剂的添加剂，并比较了它们的效果。每种基于BF₄的SHM的最佳添加量都能有效提升PSCs的光伏性能，且不同类型的阳离子效果相似。这表明BF₄^–阴离子在SHMs的最佳功能中起着关键作用。同时，阳离子的组成也会影响其浓度敏感性；其中含有最易挥发阳离子的NH₄BF₄表现出最适中的浓度敏感性，成功验证了所提出的策略。利用SHMs组分的挥发性来去除未使用物质的材料设计可以应用于通用SHMs的开发，从而有助于解决SHMs的固有问题。这些发现支持了自发异质界面调节技术的广泛应用，并促进了SHMs设计的创新，最终推动了高性能PSCs的发展。