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李曉冬/方俊鋒ACS Energy Letters：通過碘限制策略提高鈣鈦礦太陽電池的穩定性

限制鈣鈦礦太陽能電池穩定性的一大挑戰是鈣鈦礦中產生的碘物質往往會擴散并從鈣鈦礦太陽能電池中逸出，加速鈣鈦礦分解并破壞其他功能層。

在此，華東師范大學李曉冬&方俊鋒團隊提出了一種碘限制策略，通過將聚（2-乙烯基吡啶）（P2VP）摻入鈣鈦礦薄膜中來制造穩定的鈣鈦礦太陽能電池。P2VP可以有效地與鈣鈦礦分解的碘產物結合，抑制其在鈣鈦礦太陽能電池中的擴散和揮發，從而抑制鈣鈦礦分解和器件退化。

所得到的器件在反式鈣鈦礦太陽能電池中表現出22.97%的效率和良好的穩定性，在85 °C 750小時后保留了90.9%的初始效率。此外，運行穩定性也大大提高，MPP跟蹤1000小時后仍保留初始效率的90.0%。

圖1. 碘在鈣礦中的限制圖和P2VP的化學結構

總之，該工作提出了一種碘限制策略，通過在鈣鈦礦薄膜中引入P2VP來提高PSCs的性能和穩定性。P2VP能鈍化鈣鈦礦缺陷，使PSCs的效率達到22.97%。

重要的是，P2VP與碘之間的強結合可以提高碘產物在鈣鈦礦層中的揮發溫度，從70℃到120℃，從而抑制了器件老化過程中鈣鈦礦的分解反應。

此外，也可以有效防止電極與揮發I₂反應引起的電極腐蝕，進一步提高器件的穩定性。帶P2VP的PSCs在連續光照下跟蹤MPP 1000小時，無論在85℃老化7S0 小時后，都能保持約90%的初始效率。

圖2. 穩定性測試

Enhancing the Stability of Perovskite Solar Cells through an Iodine Confining Strategy, ACS Energy Letters 2023 DOI: 10.1021/acsenergylett.3c01330

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