昆明理工大学材料顶刊：成功解决该项瓶颈问题！

近日，昆明理工大学材料科学与工程学院陈江照教授团队与冶金与能源学院黄惠教授团队合作在材料顶刊《Advanced Materials》上以“Stabilizing grain boundaries by In situ formation of robust layered metallo-organic complex toward high-performance inverted perovskite solar cells”为题发表最新研究成果，成功解决了钙钛矿太阳能电池长期面临的效率与稳定性瓶颈问题，为高效太阳能电池的产业化应用提供了关键支撑。

昆明理工大学李虎博士为论文的第一作者，昆明理工大学陈江照教授和黄惠教授为论文的共同通讯作者，昆明理工大学为论文的第一通讯单位。该研究工作得到国家自然科学基金面上、地区科学基金、云南省重大科技专项计划项目、兵团重点领域科技攻关计划、云南省基础研究青年项目等项目的资助。

钙钛矿太阳能电池因成本低、光电转换效率高，被视为下一代光伏技术的核心方向。然而，电池内部残留的碘化铅容易导致晶界不稳定，长期使用后效率衰减严重。这始终制约其商业化进程。由残留碘化铅诱导的晶界不稳定性一直是进一步同时提高钙钛矿电池功率转换效率和稳定性的挑战。

针对这一挑战，昆明理工大学研究团队报道了一种新型晶界稳定策略，通过在钙钛矿前驱液中引入2-碘咪唑（2-IM）来管理钙钛矿薄膜中不稳定的残留碘化铅。2-IM能够将晶界残留的不稳定的碘化铅原位转化为强健的金属有机络合物（2-IMPbI2），该络合物显示了有序的六方层状晶体结构。揭示了2-IMPbI2相比于PbI2具有更好的缺陷钝化效果和稳定性。形成的2-IMPbI2促进了钙钛矿结晶、钝化了晶界缺陷、抑制了离子迁移、缓解了相分离和促进载流子传输，最终同时提高了电池效率和稳定性。由于精心设计的晶界调控策略，1.66eV反式电池获得了24.12%的效率，该效率处于1.66eV反式电池报道的最高效率之中。1.53eV反式电池实现了26.84%的效率，证明了该晶界修饰策略具有很好的普适性。而且，基于2-IMPbI2的宽带隙钙钛矿电池在最大功率点持续跟踪1000小时后仍然保留初始效率的94%，在85 °C加热老化500小时后仍然保留初始效率的90%。

图1. MOC 2-IMPbI2的结构表征。

图2. 器件光伏性能与稳定性研究