近期，材料学院李萌课题组在铅卤化物钙钛矿太阳能电池领域取得新进展，相关成果以“Managing Excess Lead Iodide with Functionalized Oxo-graphene Nanosheets for Stable Perovskite Solar Cells”为题，以Research Article形式在国际化学顶级期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上发表。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202307395

铅卤化物钙钛矿太阳能电池具有与硅太阳能电池相当的能量转换效率，但其稳定性问题限制了其产业化进程。因此，提升其长期稳定性变得越来越重要。在钙钛矿制备过程中，引入过量的PbI₂有助于其晶体生长和缺陷修复，但PbI₂易分解为金属（Pb0）和碘单质（I₂），将会加速器件的性能衰减。因此，稳定过量PbI2对提高钙钛矿太阳能电池的长期稳定性至关重要。

图1. 定制功能化氧化石墨烯纳米片，稳定钙钛矿结构示意图；器件结构示意图。

针对上述问题，课题组与意大利那不勒斯腓特烈二世大学Ece Aktas博士、德国柏林自由大学Siegfried Eigler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氧基石墨烯纳米片（Dec-oxoG）来有效调控钙钛矿中过量的PbI₂，在此研究中，设计的Dec-oxoG提供锚定位点来稳定过量PbI₂并修复钙钛矿晶界缺陷，从而降低电荷复合并提高自由电荷的抽取效率，显著提升了高性能器件的长期运行稳定性。基于上述发现，获得了效率为23.7%的钙钛矿太阳能电池器件，并在连续一个太阳光照下，最大功率点跟踪1000小时后，器件仍保留93.8%的初始效率。这项工作通过引入新型功能化二维网络材料调控PbI₂，实现了稳定的钙钛矿晶体结构，并为钙钛矿光伏器件稳定性的提升提高了新方法。(Angewandte Chemie International Edition, 2023, DOI: 10.1002/anie.202307395)。

河南大学材料学院为论文第一通讯单位，德国亥姆霍兹柏林材料与能源中心李桂香博士（现为瑞士洛桑联邦理工学院博士后）和德国柏林自由大学胡亚磊博士（现为法国国家科学研究中心博士后）为第一作者，材料学院李萌为通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金委和河南大学的大力支持。