近年来，锡基钙钛矿(FASnI3)太阳能电池由于其低毒性和巨大的应用前景引起了热烈的关注。目前，锡基钙钛矿太阳能电池的能量转化效率已接近10%，主要通过引入添加剂、进行组分工程和设计二维三维混合的晶体结构等策略来改善薄膜形貌和抑制Sn2+的氧化。然而，FASnI3吸收层与邻近的空穴传输层之间能级不匹配的问题常常被忽略。锡基钙钛矿薄膜对空气非常敏感，极易被氧化。在严重氧化的情况下，FASnI3薄膜会呈现出一个比较深的价带。FASnI3薄膜的氧化是不可避免的，这也是锡基钙钛矿太阳能电池效率比较低和空气稳定性差的原因。鉴于此，南昌大学陈义旺教授和武汉大学李振教授课题组提出一个新策略，通过在FASnI3吸收层中引入AIE半导体分子(PTN-Br)来钝化晶界缺陷和调控能级，促进电荷载流子传输，并赋予器件优异的紫外稳定性。
本文要点
1. PTN-Br分布在钙钛矿薄膜晶界处，凭借其合适的HOMO能级(-5.41 eV)，可作为一个空穴传递媒介，使得FASnI3吸收层与PEDOT:PSS空穴传输层之间形成梯度的能级匹配，因此有利于获得优越的空穴传输能力和更高的开路电压。
2. 金属锡与PTN-Br分子中的二甲氨基之间形成路易斯加合物，π共轭结构的PTN-Br可以钝化钙钛矿薄膜中的缺陷态，抑制非辐射复合。结果，PTN-Br优化的器件最佳效率达到了7.94%，开路电压和填充因子显著提高，迟滞效应减小。
3. AIE分子PTN-Br可吸收一部分紫外光，并发出可见光。由于PTN-Br的紫外屏蔽效果和钝化效应，PTN-Br优化的器件呈现出增强的紫外稳定性，在连续紫外光照5 h后仍保持初始效率的66%。
参考文献：
Cong Liu, Jin Tu, Xiaotian Hu, Zengqi Huang, Xiangchuan Meng, Jia Yang, Xiaopeng Duan, Licheng Tan, Zhen Li, Yiwang Chen. Enhanced Hole Transportation for Inverted Tin-Based Perovskite Solar Cells with High Performance and Stability. Advanced Functional Materials 2019, 1808059.
DOI: 10.1002/adfm.201808059
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201808059