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雖然鈣鈦礦太陽能電池具有很高的光電轉(zhuǎn)換效率已與多晶硅薄膜電池相媲美，但是電池的長期穩(wěn)定性遠(yuǎn)未達(dá)到商業(yè)化的要求。此外，傳統(tǒng)的低溫溶液法可以便利地制備鈣鈦礦薄膜，但所制備的鈣鈦礦通常是多晶薄膜極易在晶界或表面產(chǎn)生針孔和缺陷。產(chǎn)生的缺陷不僅可以捕獲光生載流子，限制載流子的擴(kuò)散，降低載流子的壽命，而且還會(huì)引起離子遷移和擴(kuò)散，最終導(dǎo)致器件的穩(wěn)定性和效率下降。
中科院功能納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與組裝/福建省納米材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室高鵬課題組針對(duì)鈣鈦礦太陽能電池表面缺陷和水分侵蝕所導(dǎo)致的穩(wěn)定性問題，開發(fā)了一系列D-π-A型卟啉分子，并在使用這一系列卟啉小分子鈍化鈣鈦礦表面缺陷作用機(jī)制方面的研究取得重要進(jìn)展。研究發(fā)現(xiàn)，以該系列卟啉分子CS0, CS1, CS2處理鈣鈦礦表面，不僅可以有效地鈍化鈣鈦礦表面缺陷從而抑制perovskite/HTM界面間的非輻射復(fù)合，由于卟啉分子上的疏水型長烷基鏈的存在同時(shí)還可以有效地阻擋空氣中水分子的入侵。最終基于CS0, CS1, CS2鈍化的鈣鈦礦太陽能電池均表現(xiàn)出良好的濕穩(wěn)定性和提升的器件性能，基于CS1鈍化的器件獲得了22.37% 的最高電池效率。測試表明，編號(hào)為CS0-CS2的卟啉材料上的氰基丙烯酸官能團(tuán)成功鈍化鈣鈦礦晶格表面和晶界的缺陷，從而提高器件的VOC和FF。
相關(guān)工作發(fā)表在國際期刊Advanced Functional Materials (DOI: 10.1002/adfm.202007762) 上。本文通訊作者為中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所高鵬研究員，第一作者為麥綺倫副研究員，共同第一作者為博士研究生周勤。
參考資料
[1]中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)所，福建物構(gòu)所鈣鈦礦太陽能電池研究獲新進(jìn)展
[2]Donor–π–Acceptor Type Porphyrin Derivatives Assisted Defect Passivation for Efficient Hybrid Perovskite Solar Cells,Chi‐Lun Mai ,Qin Zhou ,Qiu Xiong ,Ching‐Chin Chen, Jianbin Xu , Zhuangzhuang Zhang ,Hsuan‐Wei Lee ,Chen‐Yu Yeh ,Peng Gao,https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202007762聲明：化學(xué)加刊發(fā)或者轉(zhuǎn)載此文只是出于傳遞、分享更多信息之目的，并不意味認(rèn)同其觀點(diǎn)或證實(shí)其描述。若有來源標(biāo)注錯(cuò)誤或侵犯了您的合法權(quán)益，請(qǐng)作者持權(quán)屬證明與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將及時(shí)更正、刪除，謝謝。 電話：18676881059，郵箱：gongjian@huaxuejia.cn
