近期，我院光电转换能源材料与器件团队在国际权威期刊ChemicalEngineeringJournal（影响因子16.744）发表题为“Synergistic modification of benzimidazole and bromohexyl for highly efficient and stable perovskite solar cells”的论文，报道了苯并咪唑与溴己基协同修饰实现高效稳定的钙钛矿太阳能电池。
效率和稳定性是实现钙钛矿太阳能电池商业化应用的两个关键要素。然而，在钙钛矿薄膜中未配位的Pb2+缺陷以及较低的开压限制了器件效率的进一步提升。在本文中，我们通过设计制备了两种有机分子来修饰钙钛矿活性层。作为富氮加合物，苯并咪唑(BIE-H)和1-(6-溴己基)-苯并咪唑(BIE-Br)中的C-N和C=N基团都具有钝化钙钛矿中未配位Pb2+缺陷的能力。此外，BIE-Br中的Br原子不仅能钝化未配位的Pb2+，提高钙钛矿膜质量，抑制载流子的非辐射复合，还可以参与钙钛矿的晶格重组，增大钙钛矿的带隙，改善器件的能级匹配，有助于降低电荷迁移过程中的能量损失。另外，疏水烷基链的存在可以保护钙钛矿活性层不受水分侵蚀，提高了PSCs的稳定性。结果显示，使用BIE-Br修饰的器件的效率可达到了20.47%，并且BIE-Br修饰的器件在没有任何封装的情况下表现出了显著的长期稳定性，在环境条件下储存600小时后可保持78%的初始效率。
该文章是我院史林兴博士及其学生孙香港为共同第一作者，通讯作者为史林兴与张原原。江苏海洋大学环境与化学工程学院、江苏省先进材料功能控制技术重点实验室为合作单位。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.139698
