双向配位剂增强钙钛矿太阳能电池中的离子排列

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蔚山科技大学能源与化学工程学院和化学系的联合研究团队解决了钙钛矿太阳能电池 (PSC) 生产中的关键挑战，显著提高了其效率和稳定性，有望进一步增强其商业化潜力。
在 Jin Young Kim、Dong Suk Kim 和 Geunsik Lee 教授的带领下，该团队通过在钙钛矿光活性层和电子传输层之间加入双向配位剂，成功实现了对离子排列的精确控制，并减少了结构不规则性。
该研究成果发表在《能源与环境科学》杂志上。
尽管钙钛矿太阳能电池效率高、制造成本低，但由于各种缺陷相关问题，其商业化仍面临障碍。研究团队在钙钛矿层和氧化锡基底（用作电子传输层 (ETL)）之间引入了三氟乙酸盐 (TFA - ) 离子，以缓解这些缺陷。
TFA-的羧酸基团（-COO- ）与氧化锡牢固结合，增强了结构稳定性。同时，有机头部基团（-CF3 ）通过与钙钛矿层相互作用的双向分子调控，有效降低了缺陷。
这种方法使研究团队能够控制钙钛矿薄膜的不规则结构，从而显著提高载流子迁移率。
由此产生的钙钛矿薄膜具有无埋藏界面和最小拉伸应变的特点，实现了 25.60% 的出色能量转换效率 (PCE)。此外，即使长时间暴露在光线下 1,000 小时后，未封装的器件仍可保持其初始 PCE 的 80% 以上。
金东锡教授评论道：“这一开创性的双向协调策略揭示了一条提高效率、应对长期稳定性问题这一持续挑战的有希望的途径。这一成果将进一步增强 PSC 的商业化潜力。”