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单结常规n-i-p钙钛矿太阳能电池（PSC）的功率转换效率（PCE）已达到25.7%，接近最先进的硅基太阳能电池的PCE。具有空穴传输（p）、本征（i）和电子传输（n）层沉积序列的倒置（p-i-n结构）器件，由于其无掺杂的空穴传输层（HTL）和高结晶钙钛矿薄膜的形成，表现出更大的稳定性和寿命。最近，管理倒置PSC缺陷和离子迁移的策略进一步促进了器件的稳定性。例如，Chen等人使用固态卡巴肼调节钙钛矿的结晶，并制造了一个小型模块，在1太阳照明下保持其初始PCE的85%长达小时（其中1个太阳被定义为AM1.5或1kWm?2的标准照明），Bai等人通过在钙钛矿薄膜中应用离子液体抑制离子迁移，并制造了PSC，在连续模拟AM1.5辐照小时后，仅表现出约5%的器件性能下降。然而，目前报告的国际标准倒置PSC的使用寿命仍然远远落后于商业化硅太阳能电池的25年寿命保证。此外，尽管颗粒、缺陷和界面的协同定制可以将效率提高到23.3%，但仍然缺乏可以与n-i-pPSC和硅太阳能电池竞争的效率高达25%的策略。香港城市大学朱宗龙助理教授和伦敦帝国理工学院NicholasJ.Long等人在Science上发表文章，Organometallic-functionalizedinterfacesforhighlyefficientinvertedperovskitesolarcells，刷新了倒置钙钛矿太阳能电池的世界纪录。图1.金属卤化物钙钛矿表面被FcTc2功能化在这里，作者通过有机金属化合物双噻吩-2-羧酸二茂铁（FcTc2）进行界面功能化，报告了高效和稳定的倒置PSC，该化合物提供了强大的化学Pb-O结合，使得钙钛矿和FcTc2之间存在很强的相互作用，这有利于钙钛矿表面缺陷的钝化和表面成分的稳定。图2.薄膜表面特性的表征此外，作者利用开尔文探针力显微镜（KPFM）测量，以检查薄膜的表面电位。与对照样品相比，FcTc2功能化的钙钛矿薄膜的接触电位（约50mV）降低，这表明FcTc2和钙钛矿之间的直接相互作用和表面电荷转移。此外，与对照样品（约mV）相比，FcTc2功能化钙钛矿的电位分布和表面电位差（约mV）较小。表面接触电位的均匀分布有利于有效的电荷载流子提取，以防止非辐射重组。载流子动力学表征进一步验证了FcTc2改性加速电子提取，这可以归因于二茂铁和噻吩基团。图3.PSCs光伏性能FcTc2改进的界面结合和载流子传输性能有助于提高器件稳定性。由此产生的器件实现了25.0%的PCE（经认证24.3%），并在持续1太阳照明0小时的长期运行稳定性测试中保持了其初始效率的98%以上。由于钙钛矿表面的化学活性成分（如MA+和I-）可以很容易地通过光、湿度和热降解挥发和迁移，作者推断，FcTc2通过与钙钛矿表面离子形成额外的键来增强稳定性，并防止任何易于移动的离子迁移。图4.PSCs稳定性测量经过FcTc2处理的器件在潮湿热测试[85°C和85%相对湿度（RH）]下表现出出色的稳定性，小时后，保持了其初始效率的95%。这些测试已通过硅太阳能电池的国际标准。此外，在冷（-40°C）和热（85°C）的循环冲击下，FcTc2修饰后的器件在个周期后保留了85%的PCE。总而言之，这些数据表明，FcTc2功能化的PSC设备表现出优异的效率和稳定性，并有可能走向商业化，并可与传统的硅太阳能电池相媲美。值得注意的是，朱宗龙博士年加入香港城市大学，仅用了4年就成为了第一个成功将倒置钙钛矿太阳能电池提高到创纪录的25%效率，并通过国际电工委员会（IEC）设置的稳定性测试的团队。朱宗龙博士主要从事光电功能材料的设计与合成（有机或无机功能材料设计与改性、界面材料调控）及其在光伏器件中应用的相关研究，相关工作共发表60余篇，篇均影响因子（if）大于10。他于年获得南京大学化学学士学位。年在香港科技大学获得博士学位。随后，他进入华盛顿大学西雅图分校材料科学与工程系从事博士后工作。朱宗龙博士年加入香港城市大学担任助理教授，并已建立光电材料与器件实验室，至今以通讯联系人发表文章30余篇，包括Nat.Nanotech,Nat.Commun.,JACS,Angew,Adv.Mater.,Joule,等。因在有机光电材料方面的出色研究成果，获得香港研究资助局杰出青年学者计划和城大基础研究支持计划资助。文献信息Lietal.,Organometallic-functionalizedinterfacesforhighlyefficientinvertedperovskitesolarcells.Science,–()
