双硫腙后处理诱导的钙钛矿膜二次结晶和钝化

侯文静 马钰婷 韩高义

（山西大学分子科学研究所，太原 030006）

0 引言

太阳能的开发利用对我国碳中和目标的实现具有重要意义。太阳能电池是实现太阳能利用的重要技术手段。基于有机−无机杂化钙钛矿半导体材料的钙钛矿太阳能电池由于具有较高的光电转换效率，受到科学界的广泛关注[1]。研究人员在对材料、界面和制备工艺进行系列优化后，已将钙钛矿太阳能电池的光电转换效率迅速提升至25.5%，但其产业化进程依然受到稳定性欠佳的制约[2-3]。

研究表明，钙钛矿薄膜缺陷是造成电池不稳定的重要因素之一[4]。导致薄膜中形成缺陷的因素包括以下几个方面：其一，钙钛矿材料的缺陷形成能较低，当其在高温退火时会快速结晶，不可避免地在钙钛矿薄膜中引入高密度缺陷[5]；其二，钙钛矿薄膜表面存在的悬挂键使钙钛矿的结构稳定性差，在吸湿或受热后会从晶界处发生分解，进而在钙钛矿晶体结构中引入缺陷[6]；其三，钙钛矿薄膜中的应力会造成钙钛矿的晶格扭曲或相分离，这也会在钙钛矿薄膜中引入缺陷[7]。钙钛矿材料的离子晶体特性使薄膜中的缺陷常带有电荷[8]。如钙钛矿前驱体结晶的高温热退火过程会引起有机胺快速挥发，导致在钙钛矿薄膜表面留下未配位或配位不完全的Pb2+，其在加热或者光照条件下会被还原为Pb0[9-10]。Pb2+和由之还原得到的Pb0都属于铅的深能级缺陷，可作为电荷限域位点加速载流子的非辐射复合，导致钙钛矿的进一步分解，使器件的界面接触变差。……