吳素娟&李永&劉治科AM：硫代羧酸鹽介導的缺陷抑制與碘分子清除：實現22.16%高效穩定CsPbI?鈣鈦礦太陽能電池

全無機CsPbI?鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）相比有機-無機雜化體系具有更好的熱穩定性，但面臨界面缺陷、碘空位導致的復合、有害碘分子（I?）生成及鉛泄露等問題，限制了其性能與穩定性。

為解決上述多維度挑戰，本文華南師范大學吳素娟、陜西師范大學李永和劉治科等人引入吡咯烷二硫代氨基甲酸銨（AP）作為多功能界面修飾劑。AP中的硫代羧酸鹽基團可強螯合欠配位Pb2?，鈍化缺陷并抑制鉛泄露；其含氮部分與I?形成氫鍵，抑制碘空位形成。尤為關鍵的是，AP的氧化還原活性可化學清除已有I?并阻止其在熱/環境應力下生成。這些協同作用促進薄膜結晶度提升、陷阱密度降低、界面能級優化及電荷提取增強。AP修飾后的CsPbI? PSCs實現了22.16%的顯著提升光電轉換效率和1.29 V的開路電壓。此外，器件表現出優異的運行穩定性，在最大功率點持續光照1000小時后仍保持97%的初始效率。

本工作證明了AP作為高效界面調控劑的有效性，并為穩定高效全無機PSCs的多功能分子工程提供了新思路。

研究亮點：

1. 一石三鳥的多功能分子設計：AP分子同時具備強螯合（抑制鉛泄露）、氫鍵結合（減少碘空位）和氧化還原（清除碘分子）三重功能，協同提升CsPbI?薄膜的結構與界面穩定性。

2. 高效缺陷抑制與能級優化：AP處理顯著提升薄膜結晶質量、降低陷阱態密度，并優化鈣鈦礦/空穴傳輸層能級對齊，實現高達22.16%的轉換效率與1.29 V的高開路電壓。

3. 突破性長效運行穩定性：AP修飾后的器件在未封裝條件下存儲1000小時保持97%效率，封裝器件在持續最大功率點跟蹤光照1000小時后效率幾乎無衰減，彰顯其優異的抗環境與光熱衰減能力。

H. Lei, Y. Cai, Y. Li, et al. “ Thiocarboxylate-Mediated Defect Suppression and I2 Scavenging: Achieving 22.16% Efficient and Stable CsPbI3 Perovskite Solar Cells.” Adv. Mater. (2025): e12308.

https://doi.org/10.1002/adma.202512308

學術交流QQ群

知光谷光伏器件學術QQ群：641345719

鈣鈦礦產教融合交流@知光谷（微信群）：需添加編輯微信

為加強科研合作，我們為海內外科研人員專門開通了鈣鈦礦科創合作專業科研交流微信群。加微信群方式：添加編輯微信pvalley2024，備注：姓名-單位-研究方向（無備注請恕不通過），由編輯審核后邀請入群。