有机胺阳离子在消除界面缺陷和钙钛矿维度调控中得到了广泛应用，华东理工大学吴永真和上海交通大学的韩礼元通过磺酰氟（sulfonyl fluoride）修饰的苯乙胺（phenethylammonium）（SF-PEA）分子，展现了其在能够作为双功能添加物用来稳定FABPbI₃（formamidinium lead iodide）钙钛矿材料。通过磺酰基团和PbI₂之间的相互作用，能够实现消除界面缺陷位点，并保护钙钛矿材料使难以发生相变，免于生成光伏效果较弱的晶相。通过这种SF-PEA分子处理的钙钛矿薄膜具有非常高的稳定性，能够在高湿度（RH=40~50 %）大气环境中保持钙钛矿晶相长达3个月。相对于通过苯乙胺（phenethylammonium）处理的对比样品，稳定性有明显提高。通过SF-PEA分子处理的平面n-i-p型钙钛矿太阳能电池具有高达21.25 %的电池效率（认证效率为20.7 %），这是FAPbI₃型钙钛矿电池（非甲胺基）中最好的结果。

本文要点：

（1）实验步骤。

         SF-PEA分子在钙钛矿晶化过程中降低了煅烧过程中的晶化速度，改善了晶化程度，降低了缺陷位点。XRD测试显示钙钛矿材料为三维钙钛矿，SF-PEA没有产生二维钙钛矿。对比器件中钙钛矿材料在11.8°有对应于δ-结构（非钙钛矿）结构峰，加入SF-PEA后这个峰消失，说明分子抑制了非钙钛矿晶相生成。

（2）合成测试和器件。

         通过时间分辨荧光光谱（TRPL）测试钙钛矿太阳能电池的光电活性。数据显示了两种衰减模式，并通过PEA和SF-PEA分子处理作用提高了寿命，荧光寿命分别从250.9 ns提高到657.9 ns和1208 ns。

        制备了基于FTO/TiO₂/Perovskite/PCBM/Ag的器件。通过SCLC（space charge limited current）测试对钙钛矿的缺陷密度进行了表征，原始器件、PEA处理、FA-PEA处理的器件中的缺陷位点浓度分别为5.36×10¹⁵，3.65×10¹⁵，3.08×10¹⁵ cm^-3。

        原始器件、PEA处理、FA-PEA处理的器件的效率分别为15.32 %，18.39 %，21.25 %。稳定性实验显示，非完整组装的电池经过高湿度（RH=50~60 %）1000 h长时间工作，工作效率依然能够保持初始值的91 %。

参考文献

Chao Shen; Yongzhen Wu*; Shuo Zhang; Tianhao Wu; He Tian; Wei-Hong Zhu; Liyuan Han*

Stabilizing Formamidinium Lead Iodide Perovskite by Sulfonyl‐Functionalized Phenethylammonium Salt via Crystallization Control and Surface Passivation

Sol. RRL. DOI: 10.1002/solr.202000069

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/solr.202000069