近日，我院光电功能材料研究团队在低成本无空穴传输层碳基钙钛矿太阳能电池研究领域取得重要科研进展。相关研究成果以“Suppressing Photooxidation and Iodine Migration in HTL‐Free Carbon‐Based Perovskite Solar Cells via a TailorMade Redox Guard”为题发表在国际知名学术期刊Advanced Energy Materials上。王静林为论文第一作者，周立亚教授、陈培灿副教授、关安翔助理教授为共同通讯作者，广西大学为第一通讯单位。
碳基无空穴传输层钙钛矿太阳能电池（HTLfree CPSCs）摒弃昂贵有机空穴传输材料与贵金属电极，具备制备工艺简单、成本低廉、本征耐湿热等突出优势，是钙钛矿光伏走向产业化极具潜力的技术路线。但该类器件在光照、氧气、热应力工作条件下，会发生碘迁移与超氧自由基引发的光氧化降解，形成“光氧化碘迁移”恶性循环，造成器件性能快速衰减，严重制约器件实际使用寿命，成为该领域亟待解决的关键瓶颈。
针对上述难题，广西大学化学化工学院周立亚教授、陈培灿副教授、关安翔助理教授团队设计合成一种多功能“氧化还原防护剂”——四(4羧基苯基)四硫富瓦烯（4B-TTF）分子。其TTF核心可逆还原I2为I⁻并淬灭超氧自由基，外围苯甲酸基团多齿配位锚定表面不饱和Pb2+，钝化晶界缺陷，协同打破降解闭环。理论计算与表征证实，4B-TTF偶极矩更大、结合更强，与I2形成高稳定电荷转移复合物，抑制碘挥发迁移并清除自由基；引入后薄膜结晶质量提升、缺陷密度下降、非辐射复合受抑、能级优化。基于该修饰的MAPbI3基碳基器件最优效率达19.96%（对照组17.58%）；未封装器件环境存储1200 h保持初始效率96.4%，紫外-氧气老化120 h保持93.5%，封装器件55 ℃、1AM 1.5G标准太阳光最大功率点追踪700 h仍维持90.32%。该策略在Cs0.17FA0.83PbI3体系亦实现20.70%效率，具良好普适性，为高效、长寿命、可规模化碳基钙钛矿电池提供全新分子设计思路。
论文信息： Suppressing Photooxidation and Iodine Migration in HTL‐Free Carbon‐Based Perovskite Solar Cells via a TailorMade Redox Guard Advanced Energy Materials
原文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.71758
一审一校：陈培灿
二审二校：尹诗斌
三审三校： 徐 丽
