低极性环状铵盐抑制分子间相互作用提升钙钛矿太阳能电池性能

来自国内的研究人员通过引入低极性环状铵盐CHMA+，有效抑制了钙钛矿太阳能电池(PSCs)中有机间隔层的分子间相互作用，解决了传统铵盐(如PEA+)因强π-π作用导致准二维相形成的问题。该研究使p-i-n和n-i-p结构器件分别获得25.66%和24.94%的认证效率，并在持续运行1000小时后保持95%以上初始性能，为同时提升PSCs效率和稳定性提供了创新设计策略。

　　

铵盐阳离子在钙钛矿太阳能电池(PSCs)中常用于缺陷钝化，但传统铵盐易在三维(3D)钙钛矿表面或晶界形成二维(2D)相，阻碍电荷跨界面传输。这项研究创新性地采用环己基甲基铵(CHMA⁺)——一种低极性、低刚度的脂环铵盐，其弱化分子间作用力的特性显著提升了与缺陷位点的配位能力。对比实验显示，含共轭π键体系的苯乙铵(PEA⁺)因强π-π相互作用会通过阳离子交换形成纵向分布不均的准2D相，严重影响电荷提取效率。经CHMA⁺修饰的钙钛矿器件在p-i-n和n-i-p结构中分别实现25.66%(认证效率24.64%)和24.94%的卓越光电转换效率，更在最大功率点持续光照1000小时后保持95%初始性能。该成果为通过理性设计铵盐间隔层同步优化PSCs效率与稳定性提供了新范式。