继几天前我院研究生杨高元以第一作者在国际期刊Advanced Functional Materials上发表题为“Fluorinated Epoxy for Tailoring PbI2 Residue in Perovskite Films to Realize Stable Perovskite Solar Cells with Fill Factor over 87%”研究论文，杨高元同学近日在该期刊再次发表题为“Constructing Stabilized Buried Interface via a Robust Molecule Bridge for High-Performance Perovskite Photovoltaics”的研究成果。其中，杭州电子科技大学（电子信息学院&杭电碳中和新能源研究院）周勤特聘副教授、严文生教授和中国科学院福建物质结构所高鹏研究员为论文通讯作者。感谢中国科学院福建物质结构所高鹏老师与低维光电材料与器件湖北省重点实验室梁桂杰老师的实验支持。
钙钛矿太阳能电池近年来效率显著提高，但在大规模生产和长期稳定性方面仍面临挑战。特别是埋藏界面的完整性在钙钛矿薄膜沉积过程中容易受到影响，导致电池性能下降。使用DL-乙硫氨酸（DLEO）桥连分子作为钙钛矿埋地界面的修饰层，DLEO不溶于DMF/DMSO的分子特性解决了传统界面钝化材料易被极性溶剂溶解导致界面钝化层失效的难题。最终，经过DLEO修饰的钙钛矿太阳能电池达到了25.08%的功率转换效率，并在稳定性测试中表现出色。
图1. a) ETL制备的示意图；b) DLEO在水（左，20 mg mL-1）和混合溶液（在DMSO：DMF = 9:1，3 mg mL-1中）中的照片；c) 通过AFM获得的对照（ITO/SnO2）和目标（ITO/SnO2/DLEO）样品的表面粗糙度图像；d) 透射率、e) 导电性，以及f) ITO/SnO2和目标（ITO/SnO2/DLEO）样品的SCLC曲线。
图2. a) DLEO分子的不同官能团锚定在含有氧空位缺陷的SnO2表面上的几何结构优化。b) 对照（Control/SnO2）和目标（ITO/SnO2/DLEO）薄膜的O 1s X射线光电子能谱（XPS）。c) Sn 3d的XPS。d) DLEO（对照）和DLEO-PbI2（目标）的傅里叶变换红外（FTIR）光谱。e) 电子传输层和PbI2之间桥接示意图。
图3. a) 通过扫描电子显微镜（SEM）获得的PbI2薄膜的表面形貌：对照（ITO/SnO2/PbI2）和目标（ITO/SnO2/DLEO/PbI2），相应的横截面图像显示在插图中。b) 对照（ITO/SnO2/PVK）和目标（ITO/SnO2/DLEO/PVK）的钙钛矿薄膜的GIWAX射线衍射图。c) 对照（ITO/SnO2/PVK）和目标（ITO/SnO2/DLEO/PVK）的钙钛矿薄膜的空间应变分布图。d) 对照（ITO/SnO2/PVK）和目标（ITO/SnO2/DLEO/PVK）的埋底钙钛矿薄膜的SEM图像及其相应的AFM图像。e,f) 相应钙钛矿薄膜的X射线衍射（XRD）分析和拉曼应力统计。
图4. a) 基于SnO2/DLEO电子传输层（ETL）的器件的扫描电子显微镜（SEM）横截面。b) 基于SnO2和SnO2/DLEO电子传输层的器件的J-V（电流密度-电压）曲线。c) 外量子效率（EQE）光谱。d) 具有抗反射薄膜（ARTF）的器件的J-V曲线。e) 效率统计分布。f) 稳定性跟踪测试（25±5°C；相对湿度为25±5%）。g) 在氮气环境中，温度为30±5°C、光照强度为100 mW cm-2（AM 1.5G）条件下，相应器件的最大功率点跟踪测试。
图5. a) 对照（ITO/SnO2/PVK）和目标（ITO/SnO2/DLEO/PVK）器件的瞬态吸收测试。b) 空间限制电流（SCLC）测试。c) 瞬态光电流（TPC）测试。d) 瞬态光电压（TPV）测试。e) 由导纳谱导出的阿伦尼乌斯图。f) 基于在310 K下分别测得的器件的陷阱态密度（Nₜ）。g) 根据紫外光电子能谱（UPS）结果绘制的能级示意图。