一种通用策略，用于在常温空气中制备高效太阳能电池和组件时实现金属氧化物/钙钛矿接触层的均匀化

《Energy & Environmental Science》：A universal strategy toward homogenized metal oxide/perovskite contact for efficient solar cells and modules fabricated in ambient air

钙钛矿太阳能电池在环境空气中制备时，潮湿导致DMSO基加合物形成，影响界面接触和薄膜结晶度。本研究通过肼添加剂策略，利用其与钙钛矿前驱体的竞争结合及与金属氧化物、钙钛矿的酸碱-氢键协同作用，有效清除界面残留DMSO，实现高效稳定（效率达25.07%）且无需额外界面处理的器件，同时兼容刀片涂覆工艺。

　　

在常温空气中制备钙钛矿太阳能电池（PSCs）具有显著的优势，有利于实现大规模商业化。然而，环境中的湿气会促进不希望出现的基于DMSO的添加物的形成，这些添加物会降低钙钛矿（PVK）薄膜的结晶度，并导致界面接触不良，尤其是在与金属氧化物（MO）电荷传输层的埋藏界面处，从而影响器件的效率和稳定性。在这里，我们提出了一种通用策略，利用肼类添加剂通过与钙钛矿前驱体的竞争性配位来有效抑制基于DMSO的添加物，同时通过路易斯酸-碱相互作用和氢键与MO和PVK都形成强结合。这些相互作用有助于去除MO/PVK界面上的残留DMSO，从而在常温空气的广泛湿度范围内获得高质量的钙钛矿薄膜，并实现双面钝化，有效抑制界面复合损失。结果表明，性能最佳的PSCs中，基于SnO?的正结构电池和基于NiO?的反结构电池的功率转换效率（PCE）分别达到了25.07%和24.75%，比参考器件提高了超过15%。值得注意的是，这种均匀的MO/PVK接触无需额外的界面处理即可实现，非常适合大规模器件生产。这一点通过微型钙钛矿太阳能模块（PSMs，尺寸为4.6厘米×4.6厘米）得到了验证，其PCE分别为22.65%（正结构）和21.73%（反结构）。此外，根据ISOS协议测试，这些器件在最大功率点跟踪（MPPT）条件下表现出优异的运行稳定性，并且对光、热和湿度应力具有更好的抗性。此外，该策略与叶片涂层技术具有很好的兼容性，显示出其在大面积PSM生产中的巨大潜力。