卤元素的偏析现象严重的限制混合卤化物钙钛矿太阳能电池的工作稳定性。研究发现卤素氧化是导致卤元素偏析的主要驱动力。

有鉴于此，香港城市大学Alex K.-Y. Jen等为了缓解卤素的偏析，使用蒽醌(anthraquinone)作为多功能氧化还原介导分子，能够选择性的还原碘并且将金属Pb⁰氧化，通过调控阳离子避免形成缺陷。

本文要点：

（1）

我们通过元素分析结果发现修饰蒽醌分子能够促进电子的穿梭传输和阻碍卤元素偏析，从而显著降低钙钛矿内的Pb⁰和I⁰。当使用NH4⁺和PEA⁺阳离子替换H⁺，能够阻碍缺陷的生成。

（2）

修饰氧化还原蒽醌介导分子后，1.81 eV宽能带钙钛矿太阳能电池的能量转换效率达到19.58 %，开路电压达到1.35 V。钙钛矿太阳能电池在最大功率下工作500 h后的性能保留95 %。将钙钛矿太阳能电池与有机太阳能电池组装为钙钛矿-有机叠层太阳能电池，实现了25.22 %的效率（认证效率达到24.27 %），而且显著改善太阳能电池的稳定性（T₉₀>500 h）。

参考文献

Wu, S., Yan, Y., Yin, J. et al. Redox mediator-stabilized wide-bandgap perovskites for monolithic perovskite-organic tandem solar cells. Nat Energy (2024)

DOI: 10.1038/s41560-024-01451-8

https://www.nature.com/articles/s41560-024-01451-8