苯基銨(PEA+)已廣泛用于缺陷鈍化,通過在 3D 鈣鈦礦頂部形成準(zhǔn) 2D 鈣鈦礦層來增強(qiáng)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池(PSC)的光伏性能。然而,PEA +的離子性使其在高溫下容易脫質(zhì)子化,生成中性 PEA 0 ,表現(xiàn)出很強(qiáng)的親核性,并且容易與 3D 鈣鈦礦中的甲脒陽(yáng)離子(FA +)反應(yīng)。該反應(yīng)加速了鈣鈦礦的降解,從而降低了光伏性能和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
在這里,N、N-二甲基苯磺酰胺(DMBSA)是一種通過簡(jiǎn)單工藝合成的非離子二元化合物,被用作缺陷鈍化材料。與 PEA +不同,DMBSA 由于強(qiáng)共價(jià)鍵而保持熱穩(wěn)定性,并且在高溫下不會(huì)發(fā)生去質(zhì)子化。此外,其較低的親核性可防止與 FA +發(fā)生不良反應(yīng),從而顯著減輕鈣鈦礦降解。因此,在 85 °C 下熱應(yīng)力 1500 小時(shí)后,DMBSA 鈍化的 PSCs 保持了 96.1%±0.8%的初始光轉(zhuǎn)換效率(PCE),而 PEA+鈍化 PSCs 僅為 64.0%±0.19%。
此外,DMBSA 鈍化有效地抑制了非輻射復(fù)合,而其偶極矩感應(yīng)出電場(chǎng),促進(jìn)了空穴向空穴傳輸層的高效轉(zhuǎn)移。因此,DMBSA 鈍化的 PSC 的 PCE 為 25.43%(認(rèn)證 25.1%),大大優(yōu)于原始 PSC (22.07%)。
B. Kang, B. Koo, H. J. Park, et al. “ Enhanced Thermal Stability in Perovskite Solar Cells via the Integration of a Nonionic Binary Compound.” Adv. Energy Mater. (2025): e03429. https://doi.org/10.1002/aenm.202503429