近期，李萌课题组与合作者通过引入π-共轭咔唑基团，运用反溶剂和添加剂工程以提高钙钛矿薄膜的疏水性，进而提高准二维钙钛矿光伏器件的高湿度稳定性和能量转换效率。相关成果“ π‑Conjugated Carbazole Cations Enable Wet Stable Quasi-2D Perovskite Photovoltaics.”发表在ACS Energy Lett. (ACS Energy Lett. 2022, DOI: 10.1021/acsenergylett.2c02219. IF=23.991) 文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.2c02219。

准二维卤化物钙钛矿太阳能电池因其稳定性一直备受关注，然而其在高湿度条件下的器件稳定性仍是一个关键挑战。在本研究中，我们设计π-共轭咔唑（CA）阳离子，并通过反溶剂策略控制钙钛矿结晶动力学，形成顶部低维的钙钛矿薄膜，进而提高钙钛矿薄膜的疏水性和导电性。同时引入NH₄SCN添加剂进一步调节钙钛矿晶体的垂直取向，从而改善载流子输运，实现高效且具有良好稳定性的准二维钙钛矿光伏器件。结果表明，CA的引入可以有效的改善钙钛矿薄膜的疏水性，CA₂MA₄Pb₅I₁₆钙钛矿在水中浸泡几分钟后仍未分解。进一步对未封装的器件进行高湿度稳定性测试，在25℃和相对湿度65%的条件下存放2000h后，CA₂MA₄Pb₅I₁₆器件能保持85%以上的初始效率。

图 1. CA₂MA₄Pb₅I₁₆钙钛矿薄膜的疏水性示意图。

材料学院李萌，南开大学袁明鉴教授和德国赫姆霍兹研究中心Antonio Abate教授为论文的共同通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金委、国家留学基金委和河南师范大学等的大力支持。