昆工陈江照CEJ：耦合非富勒烯桥联分子改善钙钛矿/PC₆₁BM界面，助力高性能倒置PSCs

主要内容

钙钛矿太阳能电池（PSCs）作为下一代**潜力的光伏技术候选者，近年来备受关注。然而，其性能提升面临诸多挑战，例如结晶过程难以精准控制、陷阱辅助引发的非辐射复合现象，以及钙钛矿与PC₆₁BM界面处电子传输效率低下等问题，这些问题严重制约了钙钛矿太阳能电池性能的进一步提升。

在此背景下，昆明理工大学陈江照教授、王华教授、朱焘教授和祝星教授等组成的研究团队，凭借深厚的专业知识和丰富的实践经验，在本研究中创新性地引入了一种非富勒烯钝化剂——IEICO - 4Cl，旨在攻克上述难题。

研究团队巧妙结合反溶剂工艺，发现该方法不仅能拓宽吸收光谱范围，还能有效促进钙钛矿层与PC₆₁BM层之间的界面耦合。在反溶剂处理过程中，IEICO - 4Cl分子展现出独特的双重功能。一方面，它能够积极促进钙钛矿结晶，使钙钛矿晶体结构更加规整；另一方面，在顺序沉积器件（顺序沉积器件是一种通过依次沉积不同功能层来构建光伏器件的方法）的制备过程中，它有助于实现PC₆₁BM的溶解和重新排列，优化PC₆₁BM层的微观结构。

IEICO - 4Cl分子结构中带有多种钝化官能团，包括氯原子（Cl）、羰基（C = O）和羟基（–OH）。这些官能团就像“分子修复师”，能够有效钝化钙钛矿晶体表面和晶界处的缺陷，减少因缺陷导致的非辐射复合，从而提高器件的光电转换能力。此外，IEICO - 4Cl与PC₆₁BM之间存在有机相互作用，这种相互作用改善了PC₆₁BM分子的聚集状态，并优化了能带排列，使得电子能够更顺畅地从钙钛矿层提取到PC₆₁BM层，进一步提高了电子提取效率。

通过这一系列优化策略，研究团队成功强化了钙钛矿–PC₆₁BM界面。实验结果表明，采用该策略制备的倒置钙钛矿太阳能电池的光电转换效率达到了25.46%，较之前有了显著提升。不仅如此，该器件还展现出**的运行稳定性。在标准太阳光照射下经过3000小时后，仍能保持初始光电转换效率的85%以上；在黑暗和高温（85℃）等恶劣条件下，也具有出色的耐久性，为钙钛矿太阳能电池的实际应用奠定了坚实基础。

进一步深入探究，研究团队展示了一种高效的非富勒烯和溶剂退火策略。具体而言，他们将IEICO - 4Cl加入氯苯反溶剂中，成功改善了钙钛矿薄膜的结晶性，使钙钛矿晶体更加致密、均匀；同时提高了PC₆₁BM层的均匀性，减少了层内缺陷。这一过程不仅有效钝化了钙钛矿/PC₆₁BM界面处的缺陷，还促进了更好的成膜效果，减少了陷阱态的数量，进而提高了载流子提取效率。更重要的是，该方法还减少了非辐射复合的发生，并有助于防止钙钛矿材料在长期使用过程中的降解，从而全方位提升了器件性能和长期稳定性。值得一提的是，**器件的光电转换效率从23.89%大幅提升至25.46%。

这种简单且经济高效的策略，为优化钙钛矿太阳能电池的界面提供了一种**前景的方法。它不仅显著提高了钙钛矿太阳能电池的光电转换效率，还增强了其稳定性，同时为高性能光伏器件的界面工程提供了新的思路和见解，有望推动钙钛矿太阳能电池从实验室研究走向大规模商业化应用。