刚发Science！周圆圆团队再发Nature Energy！

第一作者：Tong Xiao

通讯作者：周圆圆

通讯单位：香港科技大学

周圆圆，香港科技大学化学与生物工程系副教授，获终身教职（Tenure）。国家优秀青年科学家基金（港澳）获得者（2022）、中国新锐科技人物（2021），专注于半导体技术变革，以基础材料学及跨学科的多维视角，在钙钛矿等新型半导体领域开展应用基础研究。

论文速览

金属卤化物钙钛矿薄膜的单个晶粒表面可以决定微观尺度上异质界面的性质以及由此所得到的太阳能电池的性能。但是，晶粒表面的几何特性很少被研究。

本研究深入探讨了金属卤化物钙钛矿薄膜中个体晶粒表面的凹陷（Grain Surface Concavities, GSCs）及其对钙钛矿埋底异质界面的电荷提取、化学和热力学性能的影响。研究发现，晶粒表面凹陷的形成受到晶粒融合引起的双轴拉伸应变和热粗化诱导的晶界沟槽的影响。通过调节晶粒生长动力学，可以调节GSCs的形成。

作为概念验证，使用十三氟己烷-1-磺酸钾（Tridecafluorohexane-1-sulfonic acid potassium, TFSAP）作为分子功能化剂，减轻双轴拉伸应变和晶界沟槽，从而形成非凹陷的晶粒微表面。

结果表明，采用这种微表面工程的钙钛矿太阳能电池在ISOS标准化的热循环（300次）、湿热（660 h）和最大功率点跟踪（1290 h）测试下展现出增强的光电转换效率和提高的光电转换效率保持率。本工作为通过微表面工程改善钙钛矿太阳能电池和光电子器件的耐久性和性能提供了新的见解。

图文导读

图1：在钙钛矿晶粒-CTL微异质界面处，GSC微观结构的几何特性和化学定制。

图2：在钙钛矿晶粒-CTL微界面处GSCs的微观结构演变。

图3：钙钛矿晶粒-CTL微界面的光电、化学、热传递和热机械性能。

图4：在钙钛矿晶粒-CTL微界面处，有无GSCs的PSC器件的光电转换效率和耐久性。

文献信息

标题：Elimination of grain surface concavities for improved perovskite thin-film interfaces

期刊：Nature Energy

DOI：10.1038/s41560-024-01567-x

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