【摘要】 目前钙钛矿太阳能电池的稳定性、可放大性和分子界面工程是（PSC）

目前钙钛矿太阳能电池的稳定性、可放大性和分子界面工程是（PSC）近日，中山大学毕冬勤教授等人与瑞士洛桑联邦理工大学MichaelGraetzel教授在NatureCommunications上合作发布名为“Multifunctionalmolecularmodulatorsforperovskitesolarcellswithover20�ficiencyandhighoperationalstability本文对多功能分子调理剂的分子工程进行了阐述，并采用固体核磁共振。（NMR）研究了它的稳定性、高效性、FAxCs（1-x）PbI3钙钛矿太阳能电池器件的作用机制。

作为清洁可再生资源，太阳能资源丰富，如何有效利用成为科学家研究的重要内容。III-多结太阳能电池由V族元素构成，由于其能够提供极高的效率，已经应用于聚光光伏领域，但由于成本高，无法与硅技术竞争。杂化有机-无机钙钛矿材料因其对能见光的强吸收、可控性、电荷空穴的长分离路径等优异的光伏特性而受到广泛关注。钙钛矿太阳能电池(PSC)因加工成本低，原材料丰富，高光电转换效率空前。（PCE）它被称为下一代最具竞争力的光伏技术。尽管FAxMA(1)-x))PbI3材料系统PSC已获得>23%的光电转换效率，但其稳定性、可放大性和分子界面工程仍是亟待解决的问题。科学家们正在努力选择分子添加剂来解决这个问题。然而，这些添加剂在分子层面的作用机制大多是推断出来的，因为材料结构与设备性能的结构关系尚不清楚。本文将采用理性的分子设计，结合固体核磁技术，从原子方面对这种构效关系进行论述。

在材料选择方面，有机MA/FA正离子的出现限制了设备的稳定性。作者使用了FAxCs(11)，它具有相对光热稳定性和单一卤素成分。-x）PbI3作为感光材料；在制备方法上，作者使用真空闪蒸法制备钙钛矿薄膜，以解决反溶剂方法难以实现大型设备制备的问题；在研究策略上，由于溶液法低温制备的多晶钙钛矿薄膜晶界和界面存在诸多缺陷，钙钛矿表面每个晶面的密度不同。多晶膜表面有很多方向:(110)、（202）、(310)和(314)。研究发现，只有(100)没有电，其他都是带电晶面，所以会有其他离子来平衡表面电荷。

另外，不同晶面的有机成分组合可以有所不同，使表面缺陷密度表现为晶面依赖。这些缺陷不仅诱导了载流子的非辐射复合，还容易产生离子迁移和水/氧渗入，影响了设备的整体稳定性。因此，作者尝试了一系列具有不同官能组的有机分子，并将其作为分子调理剂，5。-Phenyl-1H-1,2,4-triazole-3-thiol(1),5-Phenyl-1H-tetrazole,Thiophenol(2),1-(4-Hydroxyphenyl)-1H-tetrazole-5-thiol(3),1-(3-Aminophenyl)-5-Mercapto-Tetrazole(4),1-Methyl-5-tetrazolethione（5）。作者发现，这些含有-SH的分子可以显著增加晶粒尺寸，与未饱和金属离子的键合作用可以减少缺陷状态，减少非辐射载流子复合的中心，其中分子(5)和简称S的效果最为明显。

作者还研究表明，钙钛矿薄膜表面粗糙，并且有一些微米级的褶皱。其成因可能是由于晶格常数变化过大，在钙钛矿中间相变为钙钛矿相的过程中产生了较大的应力。但是，加入MACl(6)，FACl(7),Aniliniumiodide(8)之后，褶皱会消失，钙钛矿薄膜表面会变得更加光滑，晶体也会变得更大，其中分子(8)，简称N，效果最为明显。研究表明，这些分子可以缓解钙钛矿的晶体过程，促进晶体的选择生长，从而减少晶体生长过程中产生的应力，减少褶皱的形成。而且表面光滑的钙钛矿膜有利于形成更加匀称的连续电子传输层，从而有利于提高设备性能。所以，作者制定了双功能分子SN，它兼顾了这两个功能基团。它具有并与钙钛矿表面作用并钝化缺陷状态的作用。此外，分子调理剂通过两种功能的关联，采用了独特的相互变异构模式，产生了额外的氢键功能点，同时保持了足够的疏水性，提高了材料的抗湿性。最后，固体NMR数据显示，这些分子调理剂也可以作为分子导向剂，提高晶体性能，增加晶粒尺寸，提高材料性能。因此，作者生产的1cm2PSC获得了>20%的光电转换效率。首先，选择这种方法的PSC在工作条件下具有较高的稳定性。