人工晶体学报

作者：黄成, 钱艳楠

单位：广东工业大学材料与能源学院，广州 510006

关键词：全无机钙钛矿太阳能电池,CsPbI2Br钙钛矿,添加剂工程,结晶调控,缺陷钝化,第一性原理计算,

基金：广州市科技重大专项基金项目(201804020005);广州市重点项目(KY285252)

碳基无空穴传输层CsPbI2Br钙钛矿太阳能电池因低廉的制备成本和优异的热稳定性而备受关注。然而，由于CsPbI2Br薄膜在快速结晶过程会产生高密度缺陷，引起陷阱辅助的非辐射复合与离子迁移问题，显著加剧器件能量损失与性能衰退。本研究采用简单实用的添加剂策略，通过4-氯苯磺酸钠（Na-4Cl-BZS）中阴（4Cl-BZS-）阳（Na+）离子的协同作用调控CsPbI2Br结晶、钝化缺陷。研究发现，4Cl-BZS-阴离子通过苯环两端的—SO3-和—Cl官能团与Pb2+形成配位结合，钝化低配位的Pb2+，提高卤素空位缺陷形成能，并促进钙钛矿多晶薄膜沿（100）晶面择优取向生长，从而获得高质量CsPbI2Br薄膜。此外，金属Na+通过间隙位掺杂显著提高了卤素离子的迁移势垒，提升钙钛矿晶体稳定性。得益于阴阳离子的协同作用，所制备的碳基无空穴传输层CsPbI2Br钙钛矿太阳能电池实现13.07%的光电转换效率，同时显著提升开路电压（1.18 V）和填充因子（74.26%）。

来源：2025年第12期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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