通过原位自交联聚合和开环加成反应精细构建内部封装层，以实现高效且环保的钙钛矿太阳能电池

《Advanced Materials》：Meticulous Construction of Internal Encapsulation Layer via In Situ Self-Cross-Linking Polymerization and Ring-Opening Addition Reactions for Efficient and Environmental Perovskite Solar Cells

钙钛矿太阳能电池通过自交联聚合物与环氧乙烷环开环比聚合成的GPTFP新型内部封装层（IEL），有效解决了传统IEL的副产物损害和铅泄漏矛盾问题。材料中氨基、羟基及C-F键协同作用稳定晶界、钝化缺陷、阻隔氧 moisture并抑制Pb2?泄漏。器件效率达26.83%，2000小时连续光照和2000小时储存后仍保持93%以上初始效率。

　　

摘要

在钙钛矿顶部表面形成一层内部封装层（IEL）对于提高钙钛矿的质量和实现高性能钙钛矿太阳能电池至关重要。本文介绍了一种新型的IEL，该层通过硅氧烷基团的自我交联聚合以及环氧乙烷基团的环开加成反应原位合成，有效克服了传统IEL长期以来存在的问题，如副产物的不良影响，以及提高钙钛矿质量与减少Pb²⁺泄漏之间的权衡。综合表征结果表明，GPTFP中的氨基、羟基和碳-氟（C─F）键能够协同作用，稳定晶界、钝化表面缺陷、阻挡氧气和水分的侵入，并通过氢键、氧-铅、氟-铅以及疏水相互作用来减少Pb²⁺的泄漏。由此制备的钙钛矿具有更高的结晶质量，残余应变得到缓解，在室温下老化200天后仍保持稳定的黑色相，并且在模拟的恶劣条件下Pb²⁺泄漏量几乎可以忽略不计。因此，这种倒装结构的太阳能电池实现了26.83%的出色效率（认证效率为26.57%），其准稳态输出功率为26.51%。值得注意的是，该电池在连续1太阳光照射（AM1.5G，100 mW cm^?2）2000小时以及室温存储（相对湿度30±5%，25°C）2000小时后，其初始效率仍可保持93%以上。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

研究数据不予公开。