王 松， 侯有政， 张 帆， 叶 帅， 宋 军

(深圳大学物理与光电工程学院 光电器件与系统重点实验室， 广东 深圳 518000)

1 引 言

有机-无机卤化铅钙钛矿太阳能电池因为其高吸光系数、低激子结合能、长载流子扩散长度以及快速提高的功率转换效率(Power conversion efficiency,PCE)，而成为光伏领域的热门研究方向[1-5]。如今，钙钛矿太阳能电池的短路电流密度(Short circuit current density,JSC)已经接近材料(1.55 eV的钙钛矿活性层材料)的理论预测极限26 mA·cm-2，然而器件的开路电压(Open-circuit voltage，VOC)距离其热力学极限还有很大的进步空间。因此，科研工作者有望通过提高器件的开路电压进一步推动钙钛矿太阳能电池达到自身PCE的预测极限[6-9]。

钙钛矿太阳能电池中，多晶结构的活性层导致器件仍然遭受到表面和晶界位置缺陷引起的性能衰减。为了解决这一问题，一个十分有效的方法就是对活性层的表面缺陷进行钝化处理[10-12]。研究人员已经提出了一系列的钙钛矿表面改善策略。例如，在钙钛矿表面生长绝缘钝化层，包括聚苯乙烯(Polystyrene,PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate,PMMA)和聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)，以抑制表面电荷复合，从而增加器件的开路电压[13-15]。这些绝缘钝化层应有合适的厚度，以允许电子隧穿。还有一些二维钙钛矿薄膜，例如丁铵碘化铅(Butylammonium lead iodide，BA2PbI4)和苯乙胺碘化铅(Phenethylammonium lead iodide，PEA2PbI4)可以在钙钛矿薄膜表面形成渐变的2D/3D结构，从而钝化钙钛矿活性层表面的缺陷[16-17]。此外，中科院半导体所的游经碧课题组报道，在混合阳离子钙钛矿表面沉积苯乙基碘化胺(Phenethylammonium iodide, PEAI)有机盐相比于所生成的二维PEA2PbI4可以更有效地钝化表面缺陷[18]。……