离子迁移诱导双界面偶极层构筑高效钙钛矿太阳能电池

针对钙钛矿太阳能电池（PSCs）中能级失配和激子结合能过高的问题，研究人员通过引入PyHBF4调控钙钛矿/电荷传输层界面。研究发现BF4?离子迁移形成双界面偶极层，加速载流子分离提取，并通过DFT计算揭示了离子迁移路径。该工作为界面工程提供了新思路，使器件效率显著提升。

　　优化能级排列（energy level alignment）和降低激子结合能（exciton binding energy）是提升钙钛矿太阳能电池（PSCs）性能的关键。针对钙钛矿层与电荷传输层（ETL/HTL）间的显著能级失配问题，研究团队创新性地在钙钛矿层引入吡啶四氟硼酸盐（PyHBF₄）。通过密度泛函理论（DFT）计算与实验表征相结合，发现BF₄^?离子在钙钛矿层中持续迁移交换，最终在钙钛矿/电子传输层和钙钛矿/空穴传输层界面形成方向性偶极层。这种双偶极层结构不仅与器件内建电场方向一致，有效加速电子-空穴对分离和载流子提取，更显著改善了界面能级匹配度。理论计算揭示PyH⁺与I^?的热力学稳定结合促使BF₄^?从吡啶阳离子解离并迁移，为界面工程提供了原子尺度的作用机制阐释。