科研进展

一、 研究背景：

与有机无机杂化钙钛矿材料相比，全无机CsPbI_1.5Br_1.5钙钛矿由于其优异的热稳定性、光电性能和适宜的禁带宽度，可以作为叠层电池顶电池有力的候选材料之一。然而，由于严重的非辐射复合和光学损失，其器件的光电转换效率（PCE）仍远低于理论极限效率。为了进一步提高光电转换效率，人们进行了广泛的研究，包括添加剂工程、界面工程以及溶剂控制等策略。其中，抑制钙钛矿薄膜非辐射复合和减少光学损失是优化CsPbI_1.5Br_1.5钙钛矿太阳能电池性能的关键。

二、 文章简介：

针对上述问题，绍兴文理学院方泽波教授团队提出通过在富含PbBr₂的CsPbI_1.5Br_1.5钙钛矿薄膜表面引入优化的碘化甲脒(FAI)和碘化甲铵(MAI)，构建出高质量的表面多阳离子异质结(SMH)，以钝化CsPbI_1.5Br_1.5钙钛矿表面缺陷，优化能带排布，降低光学损耗。研究发现，异质结修饰能够极大程度地优化CsPbI_1.5Br_1.5薄膜的表面形貌，得到致密的钙钛矿吸收层，同时，异质结可以抑制钙钛矿表面非辐射复合，优化器件的能级排布，更为重要的是，具有较窄带隙的异质结层可以减少光吸收损失，器件的性能进一步得到提高，稳定性也大幅度增加，最终多阳离子异质结层修饰的最佳CsPbI_1.5Br_1.5器件的PCE达到了14.11%，是迄今为止报道的CsPbI_1.5Br_1.5 PSC的最高效率，并且在无封装的情况下存储1000小时后仍能保持90%的初始效率。相关研究成果发表于The Journal of Physical Chemistry Letters上。

三、致谢：

感谢浙江省自然科学基金项目(Grant LQ22F040001)、中国博士后科学基金项目(Grant 2022M723281)、浙江省公益性技术应用研究项目(Grant LGG20E030003、LGG21F050001)、浙江省自然科学基金项目(Grant LQ21B030005)、国家自然科学基金项目(Grant 12204313、51872186)的资助。

Authors: Qiufeng Ye,† Wenzheng Hu,† Yunxiao Wei, Junchi Zhu, Bo Yao, Kuankuan Ren, Chunhe Li, Biyun Shi,Tie Li,* Feng Ye,* and Zebo Fang*

Title: Constructing a Surface Multi-cationic Heterojunction for CsPbI_1.5Br_1.5 Perovskite Solar Cells with Efficiency beyond 14%

Published in: The Journal of Physical Chemistry Letters

doi: https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.2c03876