近日，昆明理工大学材料科学与工程学院陈江照教授、于月讲师团队在宽带隙钙钛矿调控方面取得重要研究进展，相关研究成果以“Carboxyl-Functionalized Heterocyclic Cations Solidify Grain Boundaries of Wide-Bandgap Perovskite toward High-Performance Perovskite/Silicon Tandem Solar Cell”为题发表在《Chemical Engineering Journals》上。

构筑钙钛矿基叠层太阳能电池是进一步突破单结钙钛矿太阳能电池理论极限效率的有效方法。制备高性能宽带隙钙钛矿电池是实现高性能钙钛矿/硅叠层太阳能电池的关键。然而，高缺陷密度和卤素离子偏析阻碍了宽带隙钙钛矿太阳能电池效率和稳定性的提高。

鉴于此，陈江照教授、于月讲师团队提出了一种羧基功能化杂环添加剂策略来稳定宽带隙钙钛矿薄膜。羧基功能化咪唑-4-乙酸盐氯化物（ImAcHCl）钝化了宽带隙钙钛矿晶界处缺陷，非辐射复合被显著抑制，钙钛矿薄膜的稳定性也显著提升。ImAcHCl修饰的1.68 eV宽带隙钙钛矿太阳能电池实现了24.68%的光电转换效率，在最大功率点追踪连续跟踪测试883小时后仍保持初始PCE的90%。此外，基于ImAcHCl修饰的钙钛矿/硅叠层器件实现了33.06%的PCE。

Figure. 1. Chemical interactions between additives and WBG perovskite. (a) Chemical structure of ImHCl and ImAcHCl molecules. (b) Pb 4f and (c) I 3d XPS spectra of the control, ImHCl and ImAcHCl perovskite films. (d) FTIR spectra of the ImHCl and ImHCl+PbI2. (e) FTIR spectra of the ImAcHCl and ImAcHCl+PbI2. (f) FTIR spectra of the FAI, ImHCl+FAI and ImAcHCl+FAI. (g) FTIR spectra of the ImAcHCl and ImAcHCl+FAI. (h) 1H NMR spectra of the ImHCl, ImHCl+PbI2 and ImHCl+FAI. (i) 1H NMR spectra of the ImAcHCl, ImAcHCl+PbI2 and ImAcHCl+FAI.

昆明理工大学为论文第一通讯单位，昆明理工大学李苏茗硕士、刘梓源博士和中国科学院上海微系统与信息技术研究所王非博后为论文共同第一作者，昆明理工大学陈江照教授、张正富教授、于月讲师、河北工业大学陈聪教授和中国科学院上海微系统与信息技术研究所刘文柱研究员为论文共同通讯作者。该研究工作得到了教育部U40人才项目、国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金地区科学基金、兵团重点领域科技攻关项目、云南省基础研究计划面上项目、云南省基础研究计划青年项目、云南省教育厅光伏-储能集成应用功能材料及技术科技创新团队和昆明理工大学分析测试基金的资助。

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S138589472611184X