中國(guó)石油大學(xué)(華東)和青島理工大學(xué)的研究人員報(bào)告了一種新的分子橋接策略，以解決鈣鈦礦太陽(yáng)能電池(PSC)中已知的挑戰(zhàn)—鈣鈦礦吸收層和載流子提取層(CEL)之間埋地界面的接觸不良。

(a) 制備完成的器件示意圖。(b) 對(duì)照器件和目標(biāo)器件的J-V曲線。(c) 未添加和添加H2KNO3S的PSC的功率轉(zhuǎn)換效率(PCE)分布。(d) 對(duì)照器件和目標(biāo)PSC的外量子效率(EQE)光譜及積分電流密度。(e) 暗條件下J-V曲線，(f) 不同電子傳輸層(ETLs)下僅電子鈣鈦礦器件的空間電荷限制電流(SCLC)曲線。(g) PSC的電化學(xué)阻抗譜(EIS)奈奎斯特圖。(h) 對(duì)照器件和目標(biāo)PSC的莫特-肖特基(Mott-Schottky)曲線。(i) 對(duì)照器件和H2KNO3S處理器件在恒定模擬太陽(yáng)光照(100 mW cm?2)下進(jìn)行1000小時(shí)連續(xù)最大功率點(diǎn)(MPP)追蹤。

通過(guò)引入氨基磺酸鉀(H?KNO?S)作為SnO?ETL和鈣鈦礦層之間的橋接分子，該團(tuán)隊(duì)在器件效率和穩(wěn)定性方面都取得了提高。這種多功能分子具有 –SO??和 –NH?基團(tuán)以及 K?陽(yáng)離子，可同時(shí)增強(qiáng)界面潤(rùn)濕性，鈍化深層缺陷狀態(tài)，并加強(qiáng)層之間的化學(xué)錨定。

經(jīng)過(guò)H?KNO?S處理后，鈣鈦礦薄膜表現(xiàn)出均勻、無(wú)針孔的形貌，晶體垂直排列，而SnO?層的電導(dǎo)率顯著增加。–SO??和非配位 Sn??之間以及 –NH?(–SO??)和缺陷 Pb2?/I?位點(diǎn)之間的分子相互作用有效地降低了界面缺陷密度 - 從 6.44 × 101? /cm3 降低到 4.98 × 101? /cm3 - 并提高了表面潛力，以提高更高效的載體提取。

結(jié)果，處理后的器件的功率轉(zhuǎn)換效率從21.45%提高到23.04%，運(yùn)行穩(wěn)定性大大增強(qiáng)。即使沒(méi)有封裝，在典型濕度條件下連續(xù)照明 1000 小時(shí)后，處理過(guò)的 PSCs仍保留了超過(guò) 85% 的初始效率。

這項(xiàng)工作強(qiáng)調(diào)了埋地界面工程在提高 PSC 性能方面的重要性，并證明像 H?KNO?S 這樣具有成本效益、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的分子可以在效率和耐用性方面帶來(lái)顯著的提升。這些發(fā)現(xiàn)可以為可擴(kuò)展的高性能鈣鈦礦光伏開(kāi)辟一條實(shí)用的道路。