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有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池(PSCs)在仅八年时间里获得了突破性进展,其光电转换效率已经超过22.7%。从长远的角度考虑,PSCs势必要朝着产业化的方向发展。就目前钙钛矿发展的情况来说,其光电转换效率已经达到了产业化的标准,然而,该类电池的界面问题和在敏感条件下的稳定性问题已经成为限制其发展的关键因素。所以,改善钙钛矿电池的界面问题和提高电池的稳定性成为目前研究工作的焦点。PSCs中的敏感界面主要包括空穴传输层(HTL)/钙钛矿层间的界面以及钙钛矿层/电子传输层(ETL)间的界面。在传统结构的PSCs中,钙钛矿层与HTL间的界面尤为重要,因为该界面是钙钛矿与外界水氧等敏感条件接触的主要通道。另外,界面处易存在较高的缺陷态密度,导致电子和空穴在界面处复合。这些问题都会影响钙钛矿器件的性能。基于此,我们将钴基(Ⅲ)双三氟甲烷磺酰亚胺盐(FK209)引入到2,2’,7,7’-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9’-螺二芴(Spiro-OMeTAD)空穴传输材料中,研究钴配合物在界面处的作用机制。富集在界面上的钴配合物屏蔽了界面缺陷态,提高了界面的电荷收集能力和传输能力,抑制了电荷的反向复合,器件的开路电压、短路电流和填充因子都获得了提高。通过优化器件的工艺,获得了17.34%的光电转换效率,并且器件在敏感条件下的稳定性也得到了提升。除了钙钛矿/HTL界面以外,钙钛矿薄膜内部晶界处存在的缺陷也限制着器件转化效率和热稳定性的提高。我们针对钙钛矿薄膜本身缺陷诱导的器件热稳定性的问题展开工作。该研究工作将1-(2-吡啶基)-1H-吡唑(PZPY)与钙钛矿(Cs0.04MA0.16FA0.8PbI0.85Br0.15)前驱体进行组装,原位生长获得了具有1D-3D复合钙钛矿结构的晶体薄膜。1D钙钛矿具有柔韧性好、热稳定性好等优势,引入1D钙钛矿后,降低了3D钙钛矿薄膜晶界处的缺陷态密度。此外,1D钙钛矿封锁3D钙钛矿中容易迁移的A位离子在异质结区内部,抑制了钙钛矿因A位离子大范围迁移所造成的不可逆降解,实现了器件的热力学自修复功能。该研究为制备高效、稳定的PSCs提供了新的思路和方法,推进了其产业化进程。