荧光光谱仪案例分享：综合钝化策略提高碳基无机钙钛矿太阳电池

碳基钙钛矿太阳电池（C-PSC）兼具稳定性和低成本的优势，是一种高性价比的光伏技术。然而，较低的效率是其商业化应用的一大障碍。在制备过程中，钙钛矿薄膜不可避免地会产生缺陷，这些缺陷普遍存在于钙钛矿的表面和体相中，它们充当载流子的复合中心，导致非辐射复合损失，最终降低了电池效率和稳定性。因此，有效的缺陷钝化策略是提高电池性能的关键。

近日，华南农业大学的饶华商&钟新华团队提出了一种“湿膜处理”和“干膜处理”相结合的综合策略，分别钝化CsPbI3 薄膜的表面和体相缺陷。在中间相阶段采用卤化胆碱的湿膜处理，使LD 钙钛矿完*渗透于体相中。这种综合钝化策略可以更有效地抑制非辐射复合。在此基础上，通过调整卤化胆碱来促进载流子提取过程，从而优化器件的能级排列。最终，CsPbI3 C-PSC的效率达到 19.65%，创下了无机C-PSC的新纪录。

碘化胆碱（ChI）处理被证明可以有效钝化CsPbI3薄膜的表面缺陷，在退火后处理（干膜处理）过程中，ChI与CsPbI3通过离子交换反应形成1D ChPbI3，从而构建1D/3D异质结构。然而，由于Ch+的渗透性有限，Ch+很难穿透整个钙钛矿薄膜并在体相中形成LD钙钛矿。因此，传统的干膜处理不足以钝化CsPbI3薄膜中的体相缺陷。鉴于此，作者利用ChI对薄膜的中间相组成的湿膜进行处理，使ChI能够扩散到薄膜深处。由于ChI沿着中间相晶体的晶界渗透湿膜，生成的1D ChPbI3倾向于覆盖CsPbI3晶体。

PL测试结果表明，干膜处理更有利于钝化钙钛矿薄膜的表面缺陷，而湿膜处理由于ChI的高渗透性更有利于钝化钙钛矿薄膜的体缺陷。为此，采用湿膜处理结合干膜处理的综合策略来获得W/D-film，以实现对CsPbI3薄膜表面和体缺陷的更有效的钝化。另外，湿膜处理过程中Ch+渗透到整个钙钛矿薄膜中并得到稳定的ChPbI3，抑制体相中δ相的形成，提高了钙钛矿相的稳定性。基于综合策略下组装的C-PSC获得了18.42%的冠*效率。

进一步的，作者发现，在湿膜处理过程中用ChCl代替ChI，能够将钙钛矿/碳界面从向下变为向上的能带弯曲，优化了能级结构，消除了空穴提取势垒，提高了载流子提取效率。最终获得的CsPbI3 C-PSC的效率达到 19.65%，创下了无机 C-PSC 的新纪录。

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本文中钙钛矿薄膜的TRPL测试使用卓立汉光公司的OmniFluo990完成。OmniFluo990为模块化搭建结构，通过搭配不同的光源、检测器和各类附件，为紫外/可见/近红外发光测试提供综合解决方案，也为光电催化分解水制氢催化剂的研发提供有利工具。

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