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复旦大学AEL:锡基钙钛矿太阳能电池的顶界面非富勒烯修饰:解析Y6受体的多功能作用
锡卤钙钛矿太阳能电池(Sn-PSCs)因界面复合严重和Sn²⁺易氧化等问题,其效率与稳定性长期受限。
本研究复旦大学梁子骐等人通过反溶剂法,在p-i-n结构Sn-PSCs的顶界面引入基准非富勒烯受体Y6。Y6通过其C=O与C≡N基团与Sn²⁺配位,钝化缺陷并抑制氧化;其疏水性赋予界面自封装能力,增强耐湿性。此外,Y6的n型属性降低了本征p型锡钙钛矿表面的空穴浓度,形成交错能带对齐,促进电子提取并抑制界面复合。值得注意的是,反溶剂法使Y6参与锡钙钛矿结晶过程,并避免了Y6自身光吸收可能引起的载流子复合问题。
这种顶界面非富勒烯修饰协同作用使器件效率提升约20%,最高效率达15.24%;未封装器件在氩气气氛中存放1000小时后,仍保持90%以上的初始效率
多功能Y6分子协同修饰:Y6通过C=O/C≡N与Sn²⁺配位钝化缺陷,其n型特性调节表面能带、促进电子提取,疏水性则实现自封装,增强湿度稳定性。
反溶剂法实现“结晶-修饰”同步:Y6在反溶剂中与湿膜前驱体相互作用,参与结晶过程,提升薄膜质量、减少孔洞、增强取向,并获得更大晶粒。
高效率与高稳定性兼得:优化后的Sn-PSCs效率达15.24%,为当前领先水平;未封装器件在氩气中存放1000小时效率保持90%,在60%湿度环境中运行1200秒仍保持80%效率,稳定性显著提升。
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