尽管钙钛矿型太阳能电池（PVSCs）已经取得了显著的进展，但保持其长期运行稳定性和将潜在泄漏的铅(Pb²⁺)离子降至最低，仍然是两个尚未解决的挑战。

近日，香港城市大学Alex K.-Y . Jen，朱宗龙，徐政涛教授报道了使用具有n型电行为和合适能级的硫醇功能化的2D共轭金属有机骨架（MOF）作为钙钛矿/正界面的电子提取层以解决上述挑战。

文章要点

1）使用Zr(Iv)离子选择性地与硬羧基接合，允许在Zr(Iv)-oxo簇周围建立致密的独立硫醇阵列，以提供空间屏蔽和稳定作用。MOF上硫醇基团的密集排列具有重要作用，可以通过交联的二硫键使网络具有刚性和捕获重金属离子(如铅、汞等)的能力。此外，硫醇功能化的MOF还可以与银电极形成亲密接触，通过降低接触电阻和在钙钛矿/电极界面捕获可移动的Pb²⁺离子来有效地从PVSCs中提取电子，从而缓解该器件对环境可持续性的潜在影响。

2）结果显示，合成的器件具有高功率转换效率（22.02%），同时显著改善了其长期运行稳定性。经MOF改性的钙钛矿型太阳能电池在加速测试条件下，即85 °C下最大功率点跟踪1000 h的连续光照条件下，仍能保持其初始效率的90%以上。更重要的是，功能化的MOF可以通过形成水不溶性固体来捕获从降解的钙钛矿太阳能电池中泄漏出来的大部分Pb²⁺。

因此，该方法同时解决了钙钛矿型太阳能电池的运行稳定性和铅污染问题，可以大大提高钙钛矿型光伏技术大规模应用的可行性。

Wu, S., Li, Z., Li, M. et al. 2D metal–organic framework for stable perovskite solar cells with minimized lead leakage. Nat. Nanotechnol. (2020)

DOI：10.1038/s41565-020-0765-7

https://doi.org/10.1038/s41565-020-0765-7