钙钛矿新技术！打破长期稳定性限制
发布日期：2025/8/14
解决钙钛矿太阳能电池(PSCs)的效率和长期稳定性限制源于晶体缺陷(例如卤化物空位、配位不足的 Pb2+缺陷等)以及界面能级错位，中国研究人员设计了双(3-氟苯基)二硫化物(Bis(3-fluorophenyl) disulfide，SF)作为钙钛矿和电子传输层(ETL)界面处的多功能界面改性剂。
SF分子参与双位点协同钝化机制：硫原子与配位不足的 Pb2+形成牢固的Pb-S 离子键，而氟原子占据碘空位并与 FA/MA 阳离子形成氢键。这种双重相互作用抑制了离子迁移和卤化物挥发，显着降低了表面缺陷密度和陷阱态，从而改善了载流子传输。
频闪散射显微镜(stroboSCAT)显示，SF 处理薄膜具有优异的长期载流子动力学，在环境空气中2000小时后仍保留其初始最大载流子扩散系数的 ~86%，远远超过参考器件(~41%)。
值得注意的是，在环境储存三个月后，SF改性钙钛矿薄膜的平均载流子扩散系数(0.0247±0.0028 cm2/s)比对照组(0.0079±0.0017 cm2/s)高出约3倍，强调钙钛矿薄膜质量的增强。
这种持续的扩散系数改进与设备稳定性和性能保持的提高直接相关。相应地，在环境条件下制造的含SF的刮刀涂布PSCs在开路电压(Voc)为1.17 V的情况下达到了24.60%的峰值功率转换效率(PCE)。
此外，SF氟化芳环的疏水性质提供了有效的防潮屏障，使设备能够在 96.8% 的相对湿度下保持 30.40% 的初始 PCE，远远超过对照的 60% 保留率。
总的来说，这些发现表明，SF能够实现稳健、可扩展的策略，同时提高PSC的效率和环境耐久性，同时也为未来使用双齿钝化剂的多功能界面工程提供了宝贵的分子设计见解。
来源：钙钛矿材料和器件
