甲氧基硫茴香醚对钙钛矿晶体生长的异构体依赖性调控，用于高性能倒置太阳能电池

《Small》：Isomer-Dependent Modulation of Perovskite Crystallization by Methoxythioanisole for High-Performance Inverted Solar Cells

本研究通过引入正戊烷异构体（o-, m-, p-MTA）调控钙钛矿薄膜结晶动力学，其中m-MTA优化了铅离子与有机阳离子的相互作用，促进均匀成核并减少缺陷，使器件在1 cm2面积下达到24.75%的转换效率，并显著提升长期稳定性。

　　

摘要

由于薄膜晶体质量较差以及光吸收层中严重的陷阱辅助非辐射复合现象，能量损失限制了高性能钙钛矿太阳能电池（PSCs）的进一步发展。本文中，通过巧妙设计挥发性位置异构体——ortho、meta和para-甲氧基硫茴香醚（o-/m-/p-MTA）——来调控钙钛矿的结晶过程。其中，m-MTA在偶极矩、分子构型和多个活性位点之间实现了最佳平衡，使得硫原子和甲氧基团既能与未配位的Pb²⁺离子相互作用，也能与FAI离子发生作用。这种相互作用改变了中间反应路径和结晶动力学，促进了均匀成核并延长了结晶时间，从而获得了高质量的钙钛矿薄膜，且薄膜中不含MTA残留物。经过m-MTA处理的钙钛矿太阳能电池在0.09平方厘米的器件上实现了26.46%的转换效率（PCE），非辐射电压损失仅为72毫伏；当器件面积扩大到1平方厘米时，转换效率仍能达到24.75%。未经封装的器件表现出优异的耐久性：在85°C下经过672小时测试后，其转换效率仍保持初始值的86%以上；在1太阳光强度（白光LED照明）下进行最大功率点跟踪测试1440小时后，转换效率仍保持在90%以上。该研究揭示了位置异构体在添加剂工程中的显著作用，并表明挥发性、多活性位点的分子是一种有效策略，能够同时调控钙钛矿的结晶过程、减少缺陷并提高其转换效率。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

数据获取声明

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