多晶钙钛矿薄膜的缺陷分布从空间维度的角度上来看，主要富集于薄膜上表面、体相晶界和“埋底”界面处。这些缺陷是光生载流子非辐射复合能量损失和器件性能衰减的主要来源。

中心朱瑞研究员和龚旗煌院士课题组前期对钙钛矿“埋底”界面已进行较为深入的研究，近期，课题组基于已有认知，根据多晶钙钛矿薄膜内缺陷调控分子渗透特性的差异，创新地开发了一种“深度依赖”的缺陷综合调控策略。该策略可以利用双元钝化材料体系一步法实现不同空间维度缺陷的综合调控：一种不含苯环的缺陷调控分子（胍氢碘酸盐，GuaI）可以穿透钙钛矿的体相到达埋底界面，实现体相和埋底界面缺陷的协同钝化；而另外一个含苯环的分子（4-叔丁基苯甲胺氢碘酸盐，tBPMAI）可锚定在钙钛矿薄膜的表面，从而有效调控表面缺陷。这种“深度依赖”的缺陷调控策略可以同时钝化钙钛矿薄膜中的体相缺陷和界面缺陷，从而实现器件缺陷的综合协同调控。结果表明，经过处理后，钙钛矿薄膜的非辐射能量损耗得到显著抑制，相应的正式结构钙钛矿太阳能电池光电转换效率从21.79%提高到24.36%。并且该策略具有一定普适性，可被拓展应用于其它双元钝化材料体系上。该工作为高效钙钛矿光电器件的缺陷调控开辟了一条新途径。

基于“缺陷依赖”缺陷综合调控策略的钙钛矿太阳能电池性能显著提升

相关研究成果以“钙钛矿的‘深度依赖’缺陷调控实现高性能太阳能电池”（Depth-Dependent Defect Manipulation in Perovskites for High-Performance Solar Cells）为题，于2021年11月11日发表于《能源与环境科学》（Energy & Environmental Science，期刊影响因子：38.532）；北京大学物理学院博士后张玉琢和王艳菊为共同第一作者，朱瑞研究员、博士后赵丽宸和合作单位侯政宏博士为文章通讯作者。

上述研究工作得到国家自然科学基金、中国博士后科学基金，以及量子物质科学协同创新中心、极端光学协同创新中心、纳光电子前沿科学中心、北京大学长三角光电科学研究院等支持。

论文原文链接：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2021/xx/d1ee02287c