黄劲松团队Science：无惧水氧！无机含氧铅盐钝化策略解决钙钛矿太阳能电池致命难题

通讯作者：黄劲松

通讯单位：北卡罗来纳大学教堂山分校

黄劲松团队Science：无惧水氧！无机含氧铅盐钝化策略解决钙钛矿太阳能电池致命难题

成果速览

有机卤化铅钙钛矿太阳能电池因其低成本、高效率而受到了全世界的广泛关注。近年来钙钛矿太阳能电池器件的光电转换效率的最高记录不断被刷新，但钙钛矿太阳能电池的稳定性问题是制约其继续发展的瓶颈。

影响钙钛矿太阳能电池化学稳定性的几个应用条件包括：水氧等气氛、加热或温度变化、光照射和电场变化等。

通常钙钛矿的衰减来自表面和晶界的缺陷位点，它们对水氧更敏感。以往采用疏水有机分子或高分子材料对钙钛矿材料表面缺陷进行物理覆盖的钝化处理取得一定的效果，但覆盖层分子与钙钛矿分子的键合太弱而不能保护材料长时间受水氧的侵蚀。

用于金属卤化物钙钛矿表面钝化的无机层应具有大的带隙以降低表面复合速度并且在潮湿空气中是化学稳定的；同时表面无机层必须与钙钛矿表面结合牢固，以使涂层机械强度高。因此，不溶于水的铅盐是钙钛矿表面稳定的理想选择。如PbSO4、Pb3(PO4)2、PbCO3等。

因此，北卡罗来纳大学教堂山分校的黄劲松教授团队提出一种原位生成钝化层的保护策略。通过与选定的无机阴离子原位反应，在钙钛矿表面形成薄而致密的无机含氧铅盐层，这是一种适用于卤化铅卤化物钙钛矿材料的钝化策略。表面含氧铅盐层与钙钛矿形成强的化学键，并且在大气和光照射条件下对许多有害刺激提供了更好的保护，其钝化效果也提高了PSC效率。

该成果以“Stabilizing halide perovskite surfaces for solar cell operation with wide-bandgap lead oxysalts”为题于2019年8月2日发表在国际期刊Science上。