通过可控氧化与热应力调控实现CsPbI2Br太阳能电池缺陷钝化与应力协同优化

本研究针对无机钙钛矿太阳能电池存在的界面缺陷和残余应力问题，通过系统研究退火气氛、时长与冷却速率对CsPbI2Br薄膜性能的影响，发现适度空气退火可形成Pb–O键钝化Pb2+缺陷，将VOC从1.08 V提升至1.31 V，而缓冷工艺可将内应力从50.4 MPa降至31.1 MPa，最终获得15.3%转换效率且无封装下600小时保持95%性能的稳定器件。

　　

全无机钙钛矿材料因其宽禁带特性和优异热稳定性，已成为串联电池和光伏应用的重要候选材料。然而其性能常受限于制备过程中产生的界面缺陷和残余应力。本研究通过调控退火气氛、持续时间及冷却速率，系统分析了这些参数对CsPbI₂Br薄膜结构与光电子性能的影响。研究发现适度的空气退火可促进Pb–O键形成，有效钝化表面Pb²⁺缺陷，使开路电压(V_OC)从1.08 V显著提升至1.31 V。但过度氧化会引发明显残余压应力（经XRD ψ-倾斜测量证实），加速器件老化。为此研究者采用缓冷工艺实现晶格渐进弛豫，将内应力从50.4 MPa降低至31.1 MPa。该策略使冠军器件实现了15.3%的光电转换效率，V_OC达1.31 V，填充因子(FF)为80.8%，且在无封装条件下600小时后仍保持95%以上初始效率。该研究揭示了缺陷钝化与应力调控的平衡对制备高效稳定CsPbI₂Br太阳能电池的关键作用。