我院李国栋老师在国际顶刊Advanced Functional Materials上发表钙钛矿太阳能电池最新研究成果

 近日，杭州电子科技大学电子信息学院/碳中和新能源研究院严文生&李国栋老师在国际顶刊《Advanced Functional Materials》上发表钙钛矿太阳能电池最新研究成果。论文题目为“Grain Boundary Encapsulation for Efficient Perovskite Solar Cells via PbI₂-Derived Low-Dimensional Structure”。《Advanced Functional Materials》是中国科学院一区TOP期刊，在能源电子和材料科学领域具有较高的权威性和影响力，最新影响因子IF=19.0。本研究工作通过将残留的有害碘化铅被转化为准二维钙钛矿，从而对三维钙钛矿的晶界进行高效包覆。该策略不仅提高了钙钛矿薄膜的质量，还改进了其在潮湿空气环境中的制备，最终可重复地制备出高效且  稳定的钙钛矿太阳能电池。该研究第一作者为我校李国栋特聘副教授，通讯作者为中国计量大学宋晶老师，华侨大学吴季怀教授以及我校严文生教授。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202531852

    残留碘化铅的过量以及钙钛矿薄膜中的晶界缺陷限制了钙钛矿太阳能电池的光电性能和稳定性。本研究提出了一种基于4-吡啶甲脒二盐酸盐（4-FAPyCl₂）添加剂的策略，用于钙钛矿薄膜中残留碘化铅二次相进行转变及晶界封装。通过将4-FAPyCl₂引入到钙钛矿前驱液，在制备的三维钙钛矿的晶界处成功构建了准二维钙钛矿。该策略不仅显著增大了钙钛矿晶粒尺寸并消除了针孔，还促进了晶界处二维/三维钙钛矿异质结封装结构的形成，有效钝化缺陷、抑制非辐射复合并缓解残余应力。优化后的正式结构钙钛矿太阳能电池实现了25.32%的能量转换效率。此外，在自然潮湿空气条件下制备的器件表现出低于3%的效率损失。同时，由于优化后钙钛矿薄膜的疏水性和相稳定性得到增强，器件展现出优异的长期环境存储、热和光稳定性。本工作为协同调控光活性的碘化铅二次相及构建高性能二维/三维钙钛矿结构提供了创新思路，推动了高效稳定钙钛矿太阳能电池的发展。