钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其载流子寿命长、带隙可调、易于低温溶液法制备等优点，已成为第三代光伏市场的中流砥柱。目前，单电池钙钛矿太阳能电池的认证效率已超过26.0%，与硅基太阳能电池相当。此外，自组装单分子层（SAMs）由于其制备方法简单，也被广泛应用于叠层PSCs中。然而，基于SAMs的普通带隙PSCs却鲜有报道。因此，如何使用SAMs制备出高效稳定的一般带隙PSCs值得去探究。

日本国立电气通信大学的早濑修二/沈青团队和其合作者针对如何提高基于SAMs的PSCs器件性能，利用二苯甲酰基二茂铁 (DBzFe) 作为添加剂进行了一些探究：通过引入适量的DBzFe到钙钛矿前驱体溶液中，可以有效提高钙钛矿薄膜质量，进一步抑制薄膜中的离子迁移，释放薄膜中的残余应力，同时减少器件的非辐射复合。最终基于SAMs的PSCs效率达到23.53%。相关结果发表在Advanced Science上。文章第一作者为国立电气通信大学博士生毕欢（ORCID: 0000-0001-7680-9816, Web: https://happy-bi.github.io），通讯作者为国立电气通信大学Shuzi Hayase教授（Web: http://www.hayase.lab.uec.ac.jp/）和沈青教授（Web: http://www.shen.es.uec.ac.jp/index.htm）。

图文解释：

图 1. (a) 本工作中使用的 PSC 的器件结构和 DBzFe 的静电势。(b) Pb 4f 和 (c) I 3d的XPS测试结果。 (d) FTIR 光谱。 (e) 弱相互作用的判断。

图 2. 钙钛矿薄膜的 AFM测试结果。 (c) 根据 TIPL 结果计算钙钛矿薄膜的陷阱密度。 (d) 有无修饰的薄膜的 tDOS。

图 3. (a)对照组和(b) DBzFe改性后的钙钛矿薄膜在不同ω值(0.5°–8°)下的GIXRD结果。(c) 不同薄膜的I2浸泡实验。(d)通过使用温度相关的电导率测量来评估离子迁移活化能。

图 4. 沉积在FTO/SAM上的钙钛矿薄膜的(a)PL和(b)TRPL。(c)器件的J-V 曲线和(d)IPCE 曲线。未封装器件在(e)1个太阳光和(f)85 °C 氮气环境下老化的稳定性测量。

本工作使用二茂铁衍生物二苯甲酰基二茂铁 (DBzFe) 作为添加剂来提高无MA-PSC的性能和稳定性。结果表明，DBzFe的引入不仅有效提高了薄膜的质量，释放了薄膜中的残余应力，同时抑制了薄膜中的离子迁移，减少了器件中的非辐射复合。最终器件的效率达到23.53%，同时器件的稳定性也得以提高。

论文信息：

Ferrocene Derivatives for Improving the Efficiency and Stability of MA-Free Perovskite Solar Cells from the Perspective of Inhibiting Ion Migration and Releasing Film Stress 

Huan Bi, Jiaqi Liu, Zheng Zhang, Liang Wang, Gaurav Kapil, Yuyao Wei, Ajay Kumar Baranwal, Shahrir Razey Sahamir, Yoshitaka Sanehira, Dandan Wang, Yongge Yang, Takeshi Kitamura, Raminta Beresneviciute, Saulius Grigalevicius, Qing Shen, Shuzi Hayase 

Advanced Science

DOI: 10.1002/advs.202304790

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi.org/10.1002/advs.202304790