近期，材料学院李萌课题组在锡卤化物钙钛矿太阳能电池领域取得新进展，相关成果以“Improved Air Stability of Tin Halide Perovskite Solar Cells by an N-Type Active Moisture Barrier”为题，以Research Article形式在国际化学顶级期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）上发表。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202306458

卤化锡钙钛矿太阳能电池(PSCs)具有环境安全、光电性能优异等优点。然而，其较差的空气稳定性尚未得到良好的改善。在这项工作中，疏水的n型有机分子(IO-4Cl)是一种多功能层，可以有效的阻隔水氧进入卤化锡钙钛矿膜并增强电子传输。在相对较高的湿度(60% ~ 80%)下，测试了含IO-4Cl的卤化锡钙钛矿膜的良好空气稳定性。此外，原位掠射广角x射线散射发现，IO-4Cl可以减缓钙钛矿薄膜的结晶动力学。我们的工作提供了对卤化锡钙钛矿薄膜增强空气稳定性的见解。

图1. 钙钛矿晶体和Io-4CI结构示意图。 

针对上述问题，课题组与上海同步辐射光源高新宇教授、英国女王大学李哲副教授、德国亥姆霍兹柏林材料与能源中心Antonio Abate教授等团队通过引入功能化n型有机分子(IO-4Cl)作为p-i-n结构器件中钙钛矿膜和电子传输层之间的中间层。富电子的indacenodithieno-[3,2-b]噻吩可以增强电子传递，碳氢侧链和刚性共轭主链可以有效隔绝空气。在钙钛矿薄膜的表面和晶界上，IO-4Cl中的C = O可以与Sn²⁺配合，增强钙钛矿晶体的稳定性。此外，IO-4Cl减慢了结晶，降低了非辐射复合。IO-4Cl可以减缓高湿度(RH)条件中水汽对钙钛矿薄膜的渗入。在氮气环境中存放1200 h后，含有IO-4Cl的器件保持了95%的初始效率。最后，测试了器件的空气环境(60-80% RH)稳定性，发现含有IO-4Cl的器件稳定性显著优于参考器件稳定性。(Adv. Funct. Mater. 2023, 2306458, DOI: 10.1002/adfm.202306458)。

河南大学材料学院为论文第一通讯单位，河南大学材料学院博士研究生张祖宏为第一作者，材料学院李萌教授、上海同步辐射光源高兴宇研究员和英国玛丽女王大学李哲教授为通讯作者。本工作得到了在中国博士后科学基金会、欧洲研究理事会和河南大学的大力支持。