钙钛矿太阳能电池的界面对电池的充电过程起到显著影响，这是由于通过对界面电势、电子结构、化学反应性等影响电池导致，这种界面性质受到界面端基结构的显著影响。有鉴于此，日本千叶大学Hiroyuki Yoshida等报道了通过紫外光电子能谱（UPS）、亚稳态原子电子光谱MAES（metastable-atom electron spectroscopy）技术，对溶液相合成的CH₃NH₃PbI₃钙钛矿薄膜材料的界面终端结构进行表征，结果显示钙钛矿界面层由CH₃NH₃、I组成。通过UPS、低能量的反式光电子能谱LEIPS（inverse photoelectron spectroscopy）考察了CH₃NH₃PbI₃、C₆₀之间的的占据态、非占据态能级，展示了钙钛矿和C₆₀之间的界面上形成了很好的能级排列，有效的改善电子的传输和收集、同时阻碍空穴在界面上的传输。

本文要点：

（1）

通过将UPS、MAES技术结合，对高性能太阳能电池中常用的MAPbI₃薄膜界面结构进行表征，借助光电离加权态密度DFT计算方法。通过UPS发现MA，I，Pb信号，但是MAES表征中未出现Pb信号，以上结果说明薄膜界面上为MA、I组成。

（2）

通过UPS、LEIPS表征技术对MAPbI₃和C₆₀层之间的界面能级对齐排列情况进行分析，在ITO、PEDOS:PSS上的MAPbI₃薄膜中，都发现MAPbI₃的CB、VB比C₆₀的LUMO、HOMO能级更高，这种能级对齐有效的改善电子的收集/传输、阻挡界面上空穴的输送，表征结果和DFT计算模拟相符。

参考文献

Abduheber Mirzehmet, Tomoki Ohtsuka, Syed A. Abd. Rahman, Tomoki Yuyama, Peter Krüger, and Hiroyuki Yoshida*, Surface Termination of Solution-Processed CH₃NH₃PbI₃ Perovskite Film Examined using Electron Spectroscopies, Adv. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adma.202004981

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202004981