功能型有机阳离子诱导实现CsPbI_(3)全无机钙钛矿三维至零维晶相转化与表面重构

摘要

铅卤钙钛矿太阳能电池兼具高效率和低成本的突出优势,近年来研究进展迅速、应用前景广阔,对于进一步推进光伏产业发展、实现碳中和目标具有重要意义.相比于有机无机杂化钙钛矿,CsPbI_(3)全无机钙钛矿具有更高的化学稳定性,但同时也面临着缺陷密度较高的挑战,制约了该组分电池器件效率的进一步提升.钙钛矿表面重构是一种降低缺陷密度的有效方法,但受限于全无机结构中铅碘八面体与铯离子之间较强的离子键作用,诱发无机钙钛矿表面二次生长的困难远高于杂化钙钛矿体系.本文通过选取辛基十二烷基二甲基铵这一特殊的季铵阳离子,成功实现了CsPbI_(3)钙钛矿薄膜的表面重构与三维至零维的原位晶相转化.在这种功能型季铵溴盐的诱导作用下,零维Cs_(4)bI_(6)在CsPbI_(3)薄膜的表面晶界处原位生成,有效钝化了缺陷,提高了结构稳定性.基于表面重构与缺陷钝化的无机钙钛矿太阳能电池获得了20.63%的高光电转换效率,实现了长期的高效稳定运行.