破界·新生｜西湖阳光王睿团队登刊《Nature Energy》
钙钛矿太阳能电池以其优异的光电转换潜力被视为光伏领域的“明日之星”，但其稳定性问题，特别是制备过程中关键环节——“表面缺陷钝化”的可重复性差，成为阻碍其大规模商业应用的难题。
近日，这一难题迎来突破。北京时间6月9日18时国际期刊《自然·能源》（Nature Energy）在线发表了西湖阳光王睿团队的最新研究成果。该团队创新性地提出了一种基于氟化异丙醇（FIPA）的饱和钝化（SP）策略，成功解决了钙钛矿太阳能电池表面缺陷钝化中的可重复性和普适性问题，为可扩展、高性能的光伏技术提供了重要的技术支持，有望为钙钛矿太阳能电池的商业化应用做出贡献。
金属卤化物钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其高效率和低成本制备优势，被视为实现太瓦级光伏发电的有力候选技术。然而，在实际生产中， 要想实现高性能和规模化应用，关键一步就是稳定、有效地进行表面缺陷钝化 。
然而，钙钛矿材料的表面状态在不同批次、操作者或实验室之间往往差异较大，这些差异来源于微小的工艺波动，如温度、配比、湿度或溶剂蒸发环境的变化。这些不可避免的波动会导致相同钝化方案在不同条件下效果差异显著，甚至适得其反。因此，开发一种对工艺偏差具备高度容忍度、在各种条件下都能稳定发挥作用的通用钝化策略，是提升器件可重复性和工业量产良率的关键。
针对这方面的研究，西湖阳光王睿团队提出了一种基于含氟异丙醇（FIPA）的钝化策略，只需在钙钛矿表面形成一层超薄的低维钙钛矿，即可实现对表面缺陷的全面钝化，同时不影响电荷传输 。 含氟异丙醇可降低钝化剂分子与钙钛矿的反应活性，使我们能够使用较高浓度的钝化剂，确保缺陷被完全覆盖。之后，利用含氟异丙醇与普通异丙醇的混合溶剂进行冲洗，可有效去除多余的钝化剂分子。 这一方法具有宽松的工艺窗口，对钝化剂浓度的偏差容忍度高，并且适用于多种器件结构、钙钛矿配方以及不同尺寸的器件。最终可实现高光电转换效率，并有望在工业化生产中提升可扩展性与成品率。
FIPA溶剂
本次研究亮点
1、创新钝化策略：提出“饱和钝化(SP)”方法，通过高浓度钝化剂结合FIPA溶剂冲洗，实现缺陷完全钝化且不阻碍电荷传输，解决了传统方法因浓度偏差导致的重复性问题。
2、普适性与高容忍度：该策略适用于多种钙钛矿组分(如低带隙、宽带隙)、器件结构及大面积器件，可以显著提升工业生产的适用性。
3、机制解析：FIPA通过机制解析抑制钝化剂与钙钛矿的过度反应，结合混合溶剂(FIPA/IPA)优化钝化效果，为高效稳定器件设计提供新思路。