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南方科技大学团队最新EES：通过离子液体揭示高效稳定钙钛矿太阳电池的界面均匀性和本体结晶

2025/3/3 10:19:17 admin 阅读 39【次】

南方科技大学团队在Energy & Environmental Science期刊发表题为“Unraveling the Interfacial Homogeneity and Bulk Crystallization for Efficient and Stable Perovskite Solar Cells via Ionic Liquids”的研究论文，Xiaowei Xu为第一作者，章勇&丘龙斌&徐保民&Aung Ko Ko Kyaw为共同通讯作者。

核心亮点：本文提出了一种协同方法，利用离子液体改善SAM的均匀性及其与底部界面钙钛矿的相互作用，同时调节钙钛矿结晶。采用多功能离子液体四氟硼酸四甲基胍（TMGBF4）作为添加剂来调节钙钛矿结晶过程，降低陷阱缺陷密度，增强钙钛矿薄膜的长期稳定性。实现了26.18%的最佳功率转换效率（认证为25.74%），并在65°C的连续光应力下实现了 1100小时的出色长期运行稳定性。

尽管使用自组装单层的反式钙钛矿太阳能电池的效率有所提高，但由于底部界面和体相钙钛矿内部的问题，效率和稳定性方面仍然存在挑战。底部界面的SAM容易被上覆的钙钛矿溶剂冲走，导致界面不均匀，从而影响非辐射复合。因此，保护底层SAM免受钙钛矿溶剂的侵蚀是进一步提高PSC商业化效率和稳定性的紧迫问题。

鉴于此，南方科技大学章勇&丘龙斌&徐保民&Aung Ko Ko Kyaw通过引入离子液体(IL)作为SAM的保护层，稳定其均匀性，同时钝化底部钙钛矿界面并匹配界面能级。此外，将离子液体四甲基胍四氟硼酸盐(TMGBF4)掺入钙钛矿前体溶液中以调节钙钛矿的结晶。TMGBF4具有吸电子和给电子的特性，通过配位和离子键化学钝化未配位的Pb2+和卤化物空位。这种钝化降低了陷阱缺陷密度并提高了钙钛矿薄膜的长期稳定性。由于这些离子液体对本体和界面的影响，实现了26.18%的最佳功率转换效率（认证为25.74%），并在65°C的连续光应力下实现了 1100小时的出色长期运行稳定性。

本研究展示了一种利用离子液体提高钙钛矿太阳能电池性能和稳定性的体界面协同策略。为解决界面能量不均匀性提供了新的视角，并为调节结晶过程以提高PSC的效率和稳定性提供了有价值的指导方针。

本文来源：DOI: 10.1039/D4EE05135A

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