華僑大學(xué)吳季懷組AFM：PCE 24.7%, Voc 1.19 V！鹵化乙胺氯化物調(diào)制提升鈣鈦礦太陽能電池性能

界面工程已成為優(yōu)化鈣鈦礦太陽能電池載流子動力學(xué)的關(guān)鍵策略，其中調(diào)制器的設(shè)計(jì)對于提升界面效應(yīng)至關(guān)重要。華僑大學(xué)吳季懷教授帶領(lǐng)其團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地引入鹵化乙基胺鹽酸鹽（XEA），如2-氟乙基胺鹽酸鹽（FEA）、2-氯乙基胺鹽酸鹽（CEA）或乙基胺鹽酸鹽（EA），至鈣鈦礦層（PVK）與SnO2電子傳輸層（ETL）之間的埋藏界面。這一策略旨在促進(jìn)晶體生長、**調(diào)節(jié)能級以及有效鈍化缺陷。

預(yù)先嵌入的XEA與PbI2相互作用，生成一種二維介晶相，該相如同種子般引導(dǎo)外延鈣鈦礦的生長動力學(xué)和取向，促使形成晶粒更大、致密度更高的均勻鈣鈦礦薄膜。這一過程顯著減少了因埋藏界面處過量PbI2所導(dǎo)致的缺陷。此外，XEA中的NH3+陽離子和X?陰離子不僅填充并協(xié)調(diào)了空位，還鈍化了SnO2和鈣鈦礦中的缺陷。同時(shí)，XEA的引入巧妙地調(diào)整了PVK/ETL之間的能量匹配，有效補(bǔ)償了埋藏界面的能量損失。

得益于上述優(yōu)勢，經(jīng)FEA改性的器件展現(xiàn)出了**的性能：光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)24.7%，開路電壓達(dá)到了1.19 V，并且穩(wěn)定性顯著提升。具體而言，這種埋藏界面調(diào)制策略通過XEA與PbI2的優(yōu)先相互作用，形成了一種二維中間相，該相作為生長模板，優(yōu)化了鈣鈦礦薄膜的微觀結(jié)構(gòu)。同時(shí)，XEA上的鹵素原子有效占據(jù)了懸掛的羥基和氧空位，進(jìn)一步鈍化了缺陷，并抑制了載流的非輻射復(fù)合。光譜表征結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了XEA的添加優(yōu)化了ETL/PVK埋藏界面的能級排列，這對于電荷載流子的高效提取和傳輸至關(guān)重要。

與原始鈣鈦礦太陽能電池（PSC）相比，經(jīng)FEA調(diào)制的器件不僅在效率上從21.8%提升至24.7%，而且在滯后指數(shù)方面也從0.0341顯著降低至0.0069。此外，在室溫條件下儲存1100小時(shí)后，其初始光電轉(zhuǎn)換效率保持率高達(dá)53%，并保留了該值的92%，展現(xiàn)出顯著的穩(wěn)定性提升。綜上所述，埋藏界面調(diào)制策略為鈣鈦礦太陽能電池的性能優(yōu)化提供了一條新的有效途徑。

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