钙钛矿太阳能电池中浅缺陷是光激发电子的陷阱，会导致较强的电荷复合，并且降低了电池的电流。钙钛矿太阳能电池中重要的目标是提高薄膜的晶化程度，抑制缺陷位点浓度（特别是甲胺缺陷位点）。华东理工大学的武文俊、田禾，中科院物理所Shi Jiangjian等通过N719染料负载的纳米TiO₂，显示其显著提高了抑制界面上的甲胺缺陷浓度，并提高了界面电荷传递性能。在这种修饰的TiO₂中，TiO₂材料作为结合染料的作用，改善了钙钛矿晶化过程，提高了钝化作用。实验结果显示，电荷传输速率显著提高，由1.5507×10^-9提高到1.8007×10^-9。同时，电池的短路电流由21.95 mA cm^-2提高至23.58 mA cm^-2。这种染料修饰方法通过有机分子界面修饰方法改善了钙钛矿太阳能电池的缺陷浓度。

文章要点：

（1）FTIR方法对钙钛矿薄膜进行表征，发现1575 cm^-1和1464 cm^-1分别对应于NH₃⁺的非对称（ν₁）和对称（ν₂）振动产生了变化，加入N719@TiO₂和N719的钙钛矿薄膜显示ν₁/ν₂的比值分别为0.59和0.61，说明N719分子中的酸和钙钛矿中的阳离子发生了作用。

通过XPS对N719@TiO₂和钙钛矿之间的相互作用进行表征，发现修饰了N719@TiO₂后，O 1s和Pb 4f的峰发生红移，说明纳米粒子和钙钛矿之间的相互作用（Coulomb interaction）。

（2）电池工作效果显示，加入N719@TiO₂后的太阳能电池的工作效率由12 %提高至13.95 %，填充因子由59.33 %提高至63.58 %，电流密度由21.95 mA cm^-2提升至23.58 mA cm^-2。与之相比，加入N719分子而不是N719@TiO₂，太阳能电池的效率反而降低至9.85 %。时间分辨荧光光谱显示，加入N719@TiO₂后的电池荧光衰减速率降低（由54.28 ns提高至107.94 ns）。

参考文献

Liang Xu; Yiming Li; Jiangjian Shi*; Neil Robertson; Wenjun Wu*; Qingbo Meng; He Tian

Suppressing Shallow Defect of Printable Mesoscopic Perovskite Solar Cells with a N719@TiO₂ Inorganic–Organic Core–Shell Structured Additive

Solar RRL 2020, DOI：10.1002/solr.202000042

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/solr.202000042