将具有多配位点的肟酸基材料2-(2-氨基噻唑-4-基)-2-羟基亚氨基乙酸乙酯(EHA)掺入PbI2前体溶液中，使用两步法制备钙钛矿太阳能电池。EHA的多齿配位效应可以将PbI2胶体簇连接和整合，实现在PbI2前体溶液中的预聚集，促进钙钛矿薄膜的后续晶体生长进程。同时，EHA可以通过多齿配位连接晶粒并填充晶界，有利于电荷转移和钝化Pb-I反位缺陷和碘空位缺陷。因此，最佳器件的效率提高至24.1%，并且具有出色的湿度和热稳定性。
钙钛矿太阳能电池作为新一代发展潜力巨大的太阳电池，它具有低成本、可溶液加工和光电转换效率高的优势。为了实现最终的商业化目标，钙钛矿太阳能电池仍需不断完善和发展，尤其是在稳定性和光电转换效率上需要进一步突破。晶体生长调控已成为减少晶界和钙钛矿薄膜表面缺陷以获得更好光伏性能和稳定性的有效解决方案。肟酸材料在氧化物矿物的浮选中作为选择性捕收剂已被成熟地使用。这种材料表现出很强的配位效应以及对铅的高度选择性，在控制晶体生长和钝化钙钛矿薄膜缺陷方面具有巨大潜力。
图1 EHA模拟理论计算结果与晶体生长动力学
本研究将具有多配位点的肟酸基材料2-(2-氨基噻唑-4-基)-2-羟基亚氨基乙酸乙酯(EHA)掺入PbI2前体溶液中，使用两步法制备钙钛矿太阳能电池。EHA的多齿配位效应可以将PbI2胶体簇连接和整合，实现在PbI2前驱体溶液中的预聚集，促进钙钛矿薄膜的后续晶体生长进程。（图1）同时，EHA可以连接晶粒并填充晶界，有利于电荷转移和钝化Pb-I反位缺陷和碘空位缺陷。因此，最佳器件的效率提高至24.1%，并且具有出色的湿度和热稳定性。（图2）这项工作展示了一个简单有效的方法，通过多齿配位策略控制结晶过程并钝化陷阱态，从而提钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和稳定性。
图2 EHA改性器件光伏性能以及器件稳定性
该工作以“Multidentate Coordination Induced Crystal Growth Regulation and Trap Passivation Enables over 24% Efficiency in Perovskite Solar Cells”为题发表于《Adv. Energy Mater.》期刊上，第一作者为北京化工大学于润楠副教授，通讯作者为谭占鳌教授。北京化工大学软物质科学与工程高精尖创新中心为第一通信单位。本研究工作得到了国家自然科学基金项目以及中央高校基本科研业务费专项资金的资助。
文章信息：R. Yu, G. Wu, R. Shi, Z. Ma, Q. Dang, Y. Qing, C. Zhang, K. Xu and Z. Tan, Adv. Energy Mater. ,2022, DOI:10.1002/aenm.202203127
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202203127
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