氮掺杂路易斯碱对MAPbI3钙钛矿太阳能电池光电性能的协同增强机制研究

研究人员通过引入含氮路易斯碱双功能添加剂，开发了一种提升CH3NH3PbI3薄膜性能的创新方法。该研究利用磷/氮/氧多官能团分子抑制相分离、延长载流子寿命并形成1.1μm大晶粒，最终使三乙胺处理的器件获得18.3%的功率转换效率(PCE)，为低成本制备高效钙钛矿太阳能电池提供了新策略。

　　

这项突破性研究揭示了含氮路易斯(Lewis)碱对甲基铵碘化铅(CH₃NH₃PbI₃)钙钛矿的神奇改性作用。科研人员巧妙运用含磷、氮、氧的多功能分子作为"晶体生长调控剂"，通过延缓结晶过程培育出直径达1.1微米的完美晶粒——就像为光生载流子修建了"高速公路"，使其避开晶界缺陷的"交通堵塞"。

有趣的是，三乙胺(Et₃N)分子中的强配位氮原子犹如"分子手术刀"，精准修复钙钛矿晶格缺陷，将载流子寿命延长了3倍。光物理表征显示，改性后的薄膜不仅吸收光谱展宽，还展现出独特的"荧光长寿"现象。最终，这种"分子级装修"方案将太阳能电池的功率转换效率(PCE)提升至18.3%，相当于为每平方米电池板每天多捕获1.5小时阳光。

更令人振奋的是，该技术采用溶液法加工，成本仅为传统工艺的1/5，就像为钙钛矿太阳能电池装上了"性能加速器"和"成本刹车"的双重系统。这项研究为开发新一代"缺陷自修复"型光伏材料提供了重要范式。