钙钛矿薄膜表面钝化是提高钙钛矿太阳电池（PSCs）效率（PCE）和稳定性的一条很有前途的途径。尽管各种基于薄膜的表面钝化剂已经取得了显著的进展，但PSCs的长期稳定性还没有得到有效解决。

近日，美国佛罗里达州立大学马必鹉教授报道了一种使用低成本的工业有机颜料喹吖啶酮（QA）对PSCs进行表面钝化的新策略。

文章要点

1）该过程包括溶液处理QA，N，N-双(叔丁氧羰基)喹吖啶酮的可溶性衍生物(TBOC-QA)，然后进行简易的热退火，将TBOC-QA转化为不溶性QA。在卤化物钙钛矿薄膜表面涂覆QA后，基于甲基碘化铵铅（MAPbI₃）的PSCs表现出显著的性能改善和优异的稳定性。同时获得了21.1%的PCE，远高于未经修改的器件的18.9%。

2）密度泛函理论计算表明，QA分子与金属卤化物之间存在较强的相互作用，有效地减少了卤化物钙钛矿薄膜的表面缺陷，抑制了非辐射复合。此外，具有出色的不溶性和疏水性的QA涂层还显著提高了接触角，从原始MAPbI₃薄膜的35.6°到QA涂层MAPbI₃薄膜的77.2°。

3）QA钝化的MAPbI₃钙钛矿薄膜和PSC的稳定性大大增强，在环境条件下存储1000小时以上后，保留了约90％的初始效率。

通过将MAPbI₃体系推广到三阳离子混合卤化物钙钛矿体系，研究了该钝化策略的普适性，进一步证实了PSCs工业颜料钝化的有效性和稳定性。

Qingquan He, et al, Highly Efficient and Stable Perovskite Solar Cells Enabled by Low Cost Industrial Organic Pigment Coating, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI: 10.1002/anie.202012095

https://doi.org/10.1002/anie.202012095