用卤素键提高钙钛矿稳定性

意大利团队展示了可以与卤化物离子钙钛矿形成卤素键的添加剂如何带来更好的结晶度和稳定性

卤素键合有助于提高钙钛矿基太阳能电池的性能，使其能够实现高效率和高稳定性。这是意大利米兰理工大学（Politecnico di Milano in Italy）研究人员的结论，他们已经在《Angewandte Chemie国际版》杂志上发表该研究。

钙钛矿的低成本和优异的性能使其对光伏应用非常有吸引力，但仍然存在许多问题，阻碍了这些材料进入市场。首先，在空气和湿度方面它们的稳定性较低。此外，缺陷的存在，即晶格中的缺陷，会产生“陷阱态”，干扰光在材料中产生的电荷载流子（电子和空穴）的移动，将它们俘获并导致电能损失。通常，这些陷阱态是未结合的卤离子，它们可以在电场的作用下移动并与空穴重新结合。

理工大学（Politecnico）进行的研究表明，使用能够与钙钛矿中存在的卤化物离子形成卤素键的添加剂，为开发具有更好结晶度和更高稳定性的太阳能电池提供了显著优势。卤素键可以引入氟化分子，从而钝化表面卤化物，以产生疏水和防水的钙钛矿。通过这种方式，陷阱状态被阻止并提高了效率。

此外，用能够形成卤素键的双功能分子对钙钛矿进行表面改性，可以更好地将钙钛矿整合到太阳能电池中，从而促进电流的产生。

从报告的数据来看，卤素键合在开发基于钙钛矿的新一代太阳能电池方面具有相当大的潜力。然而，为了充分利用卤素键合的优势，需要更好地了解这些材料的原子/分子。

《钙钛矿太阳能电池中的卤素键合：提高太阳能转换的新工具》（Halogen Bonding in Perovskite Solar Cells: A New Tool for Improving Solar Energy Conversion）这篇论文是由米兰理工大学化学、材料和化学工程系 'Giulio Natta' 的 Gabriella Cavallo、Giancarlo Terraneo 和 Pierangelo Metrangolo 撰写，与 Helmholtz Zentrum Berlin fur Materialen und Energie 的 Laura Canil 和 Antonio Abate（米兰理工大学的校友）合作。

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