第一作者：Wei-Ting Wang，Philippe Holzhey，Ning Zhou， Qiang Zhang
通讯作者：冯宪平， Henry J. Snaith
通讯单位：香港城市大学，牛津大学
Henry J. Snaith，英国牛津大学物理系教授，博士导师为光电领域大牛，也是卡文迪许实验室主任的Richard Friend教授。2012年与其他教授联手在《Science》报道效率超过10%的介孔型杂化PSCs，轰动了世界。目前牛津大学克拉伦登实验室物理学教授，同时也是牛津光伏公司（OxfordPV）创始人。37岁当选英国皇家学会院士。如今，他的文章已经被引用超过17万次，h指数170。
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论文速览
钙钛矿太阳能电池因其高效率、低成本等优势，成为近年来光伏领域的研究热点，然而，钙钛矿太阳能电池(PSC)的进一步改进需要在制造阶段及其使用过程中更好地控制钙钛矿光活性层中的离子缺陷。
基于此，本研究提出了一种使用受阻尿素/硫代氨基甲酸酯键路易斯酸碱材料(HUBLA)的活性钝化策略。
其中与水和热激活特性的动态共价键，可以动态修复钙钛矿材料，确保器件性能和稳定性。在水或热的作用下，HUBLA产生新药剂，进一步钝化钙钛矿中的缺陷。通过这种钝化策略，实现了高达25.1%的功率转换效率(PCE)，并且在85°C氮气环境下老化约1500小时后，HUBLA器件仍能保持其初始PCE的94%，在85°C和30%相对湿度(RH)老化1000小时后，保持了其初始PCE的88%。
图文导读
图1：HUBLA的动态反应、水解和氧化还原穿梭。
图2：HUBLA在钙钛矿薄膜上的动态反应和钝化。
图3：钙钛矿薄膜的稳定性。
图4：HUBLA处理的钙钛矿光伏电池的性能和稳定性。
总结展望
本研究提出的HUBLA作为一种“活性钝化剂”，不仅在制造过程中提升了钙钛矿薄膜的钝化效果，而且在后续使用和存储中也能动态修复新生成的缺陷。
实验结果表明，HUBLA显著提高了钙钛矿太阳能电池的功率转换效率和长期稳定性。特别是在85°C和30%相对湿度的严苛条件下，HUBLA处理的器件展现出优异的耐久性，为钙钛矿太阳能电池的商业化和实际应用提供了重要的技术支持。
文献信息
标题：Water- and heat-activated dynamic passivation for perovskite photovoltaics
期刊：Nature
DOI：10.1038/s41586-024-07705-5
