通过质子-离子捕获策略抑制界面脱质子和离子迁移，以实现稳定高效的钙钛矿太阳能电池

《Advanced Functional Materials》：Suppressing Interfacial Deprotonation and Ion Migration via a Proton-Ion Capture Strategy for Stable and Efficient Perovskite Solar Cells

钙钛矿太阳能电池通过无机钾盐界面修饰抑制碘离子迁移和有机阳离子去质子化，形成协同离子环境，降低界面缺陷，优化结晶结构，使转换效率达25.1%（VOC损失0.35V），长期稳定性提升至2000小时92.8%和800小时89.6%。

　　

摘要

钙钛矿太阳能电池（PSCs）的效率已大幅提升，但其实际应用受到内在不稳定性的限制，因为环境应力——尤其是热应力和光照——不仅会引发卤离子迁移，还会导致有机阳离子的去质子化，从而加速材料退化。本文提出了一种质子-离子捕获（PIC）策略，通过在埋藏的界面引入无机钾盐来抑制界面质子损失和卤离子迁移。阴离子基团捕获质子并与有机阳离子配位，而释放出的钾阳离子（K⁺）与碘阴离子（I^?）配位，形成一种协同的离子环境，从而抑制与质子损失相关的退化并稳定钙钛矿结构。实验结果表明，该策略能够减少界面空洞、促进晶体有序生长并缓解钙钛矿薄膜中的残余应变；同时，实验和理论分析也证实了界面缺陷的减少。优化后的界面能级对齐以及界面上的载流子传输效率也得到了验证。最终，这种改进的钙钛矿太阳能电池实现了25.1%的功率转换效率（PCE），开路电压（V_OC）损耗仅为0.35伏特。制备的器件具有优异的长期稳定性：在N₂手套箱中放置2000小时后仍保持92.8%的初始效率（ISOS-D-1I），在连续光照800小时后效率仍为89.6%（ISOS-L-1）。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。