摘要：
软物质科学与工程高精尖创新中心（以下简称“软物质高精尖中心”）谭占鳌课题组设计合成了一种两性有机盐，2-（4-氟苯基）乙基铵-4-甲基苯磺酸盐，利用其活性基团与钙钛矿层的相互作用诱导钙钛矿层晶体有序生长并抑制薄膜缺陷生成，有效改善了钙钛矿层的微观形貌与能级传输，实现了钙钛矿器件光伏性能的提升。
正文：
有机离子盐协同管理钙钛矿界面的形貌和缺陷对于进一步提升反式钙钛矿太阳能电池光伏参数及稳定性至关重要。然而，相比于广泛报道的钙钛矿层上表面处理，其在埋底界面中的研究相对滞后。本工作设计合成了一种两性有机盐，2-（4-氟苯基）乙基铵-4-甲基苯磺酸盐（4FPEAPSA），用以桥联钙钛矿电池的埋底界面。作者深入研究了两性离子盐对钙钛矿薄膜生长质量，底界面缺陷及能级传输的影响。理论计算发现两性离子盐对钙钛矿的碘空位及甲脒空位有更强的结合能力；同时界面处理后的钙钛矿薄膜在费米能级处的态密度明显降低，表明缺陷被显著抑制。随后，作者通过撕除法暴露钙钛矿的埋底表面，直接研究了离子盐对钙钛矿结晶形貌的影响，结果表明离子盐诱导可以获得粗粒，空隙少且结晶性优异的钙钛矿薄膜。UPS结果证实了钙钛矿埋底界面的价带及费米能级上移，发生p-型掺杂，这有助于调节钙钛矿及传输层之间的能级对齐，促进界面处的载流子传输。最终，得益于底界面形貌、缺陷以及能级传输的有效改善，所制备的p-i-n型器件获得了25.03%的高效率，并表现出较为优异的储存和热稳定性。
图1钙钛矿薄膜缺陷及载流子复合损失。
图2 器件光伏性能及稳定性。
该工作以“Amphoteric Ion Bridged Buried Interface for Efficient and Stable Inverted Perovskite Solar Cells”为题发表于《Adv. Mater.》期刊上，第一作者为北京化工大学软物质高精尖中心博士生张玉岭，通讯作者为材料科学与工程学院于润楠副教授和软物质高精尖中心谭占鳌教授。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
Y. Zhang, R. Yu*, M. Li, Z. He, Y. Dong, Z. Xu, R. Wang, Z. Ma, Z. Tan*, Adv. Mater. 2023, 36, 2310203. DOI: 10.1002/adma.202310203
原文链接
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202310203