近日，郑州大学材料科学与工程学院国家低碳环保材料智能设计国际联合研究中心邵国胜教授团队通过与澳门大学和西安交通大学合作，在国际材料领域顶级期刊《Journal of Materials Chemistry A》（IF= 14.511）发表题为“Effective defect passivation with a designer ionic molecule for high-efficiency vapour-deposited inorganic phase-pure CsPbBr₃ perovskite solar cells”的原创性研究论文。郑州大学博士研究生郭如新为论文共同第一作者（排名第一），邵国胜教授、沈永龙副教授，澳门大学邢贵川教授和西安交通大学梁超研究员，为论文共同通讯作者，郑州大学材料科学与工程学院为论文第一作者单位和通讯单位。

无机CsPbBr₃钙钛矿太阳电池因其优异的化学稳定性和环境稳定性而引起广泛关注。然而，CsPbBr₃薄膜的制备过程通常采用繁琐的旋涂法，该工艺很难实现大规模商业化生产。连续气相沉积法作为目前较为成熟的商业化制备薄膜的工艺，会面临薄膜高陷阱密度和不纯相的限制，从而导致电池性能不佳。

研究团队通过理论模拟发现设计分子可以与钙钛矿相形成多重键相互作用。采用离子液体修饰CsPbBr₃薄膜上下表面，实现了CsPbBr₃相的结晶显著增强，同时有效钝化了Cs和Br空位缺陷。在结构简单的无空穴碳电极的小面积（0.04 cm²）器件中实现了11.21%（目前CsPbBr₃电池的最高效率），同时在和大面积器件（1 cm²）中获得9.18%的效率，进一步证明了气相沉积法在大面积器件制备中的优势。此外，未封装的器件表现出优异的长期稳定性，在湿度约为55%的环境空气中放置100天后，仍保持在初始效率的91%以上。该工作也为制备纯相、低缺陷和大面积的无机CsPbBr₃钙钛矿薄膜用于高效稳定的光电器件提供了一种有价值的途径。

该工作受到国家自然科学基金、河南省重点研发与推广专项和广东省自然科学基金等项目支持。

全文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/ta/d2ta06092b

（供稿人：郭如新）