哈尔滨科大在Sn-Pb合金钙钛矿太阳能电池领域取得新进展

全因，济南新能源所大学化所大学周忠敏教授与合写从增加锡铅氧化物钙钛矿树脂的总能量无序性的角度启程，以1-乙基-4-(甲基亚磺酰基)苯为甜味剂提纯了高效稳定的Sn-Pb氧化物钙钛矿锂离子。其成果以题“Reducing Energy Disorder for Efficient and Stable Sn-Pb Alloyed Perovskite Solar Cells”发表在国际有名期刊Angew.Chem. Int. Ed.。

在Sn-Pb氧化物钙钛矿中所，由于Sn2+不受约束的氧化和较差的树脂质量引发较高的磁性无序性极大地容许了元件的光伏精度。尽管现在采用了多种策略来增强Sn-Pb氧化物钙钛矿树脂结晶并诱发Sn2+氧化。到目前为止，要付诸高效稳定的Sn-Pb氧化物PSC仍然是一项重大挑战。

本文应用于了具有还原性和富电性的1-乙基-4-(甲基亚磺酰基)苯(BBMS)作为甜味剂，通过S = O与Sn-Pb氧化物钙钛矿间的阴离子作用和配位作用诱发Sn2+的氧化、延迟结晶速率从而理论上调节树脂总能量紊乱，增加连在电压(VOC)重大损失，减低Sn-Pb氧化物PSC的效率和稳定性。

DFT理论计算预测了BBMS与Sn-Pb氧化物钙钛矿间的阴离子作用和配位作用，并通过1H NMR和XPS证明了理论计算结果。BBMS的抗氧化性和改善树脂的结晶呈现出了低弱点态的高质量树脂，Urbach energy (Eu)被用来评量钙钛矿树脂的磁性总能量无序性。比较丰富偏转光谱线(PDS)测量结果显示BBMS处置的树脂存在更低的Eu值，得出结论BBMS处置的树脂的弱点态显著增加。得益于此，载流子动力学也得到改善。最终，应用于BBMS处置的最佳元件的PCE高达22.03%，并且减低了元件精度的可重复性。另外，经过BBMS处置的元件具有优秀的热稳定性，在N2环境中所60℃下近十年熔化2660小时后，仍旧依然了其初始PCE的98%。

化所大学研究生彭程为篇文章的第一作者，李崇文博士和周忠敏教授为通讯系统作者，济南新能源所大学为第一通讯系统的单位。本工作得到山东省泰山学者建筑工程的默许。

来源：济南新能源所大学

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