2. 通过实验验证了理论预测的硅酸盐对钙钛矿薄膜表面缺陷最优钝化效果，并探究了其含量对器件传输层界面能带位置的调节作用。

3. 通过对含氧酸盐的筛选与实验条件优化，CsPbI₂Br太阳能电池器件取得了1.36 V的开路电压和17.26%的光电转化效率以及良好的稳定性。

图1. (a) 含氧酸根离子吸附在CsPbI₂Br (001)面的原子结构，其中SiO₃2⁻中的两个O原子与Pb位结合。(b) 含氧酸阴离子中Pb位和O原子之间的积分晶体轨道Hamilton布居数。ICOHP越负，Pb-O键的结合强度越强。(c) CsPbI₂Br (001)表面上Pb-O键的ICOHP与吸附的不同含氧阴离子的关系，作为中心元素X (X=N，S，c，P，Si)电负性的函数。(d) CsPbI₂Br (001)表面上的X-O (X=N，S，C，P，Si)和Pb-O键的键长与中心元素X电负性的关系。

通过测量不同的含氧盐(NO₃⁻、CO₃2⁻、SiO₃2⁻、PO₄3⁻、SO₄2⁻)与钙钛矿材料的拉曼与红外光谱，发现所有含氧酸盐与CsPbI₂Br混合后的含氧盐离子不对称伸缩振动信号都出现了偏移。这是因为含氧酸根离子与CsPbI₂Br发生了键合作用，其分子振动受到影响。发现这些信号偏移量与中心原子电负性接近线性关系，与理论研究结果一致。

图2. 钙钛矿与含氧盐粉末的(a) 红外光谱和(b) 拉曼光谱。氧盐的不对称伸缩振动(νas)用虚线表示。(c) FTIR和(d) Raman不对称伸缩振动信号位移量与中心原子电负性的关系。插图是氧酸阴离子(X=N、S、C、P、Si)O-X-O结构不对称拉伸的示意图。

通过稳态、瞬态荧光光谱发现，含氧盐的钝化效果与上述理论分析的结果基本一致，即中心离子电负性越小，与钙钛矿成键越容易，其钝化效果更好，显示出更强的荧光强度和寿命。做成光伏器件后，得到的器件效率和开路电压也与上述规律基本一致。

图3. 含氧盐钝化的与对照组的CsPbI₂Br薄膜(a) 稳态荧光谱图和(b) 瞬态荧光谱图，插图是钙钛矿薄膜的PL测量示意图。在PL测试中，激发光从玻璃侧照射。CsPbI₂Br太阳能电池的(c) J-V曲线和(d) VOC分布。对于每组，方框中的实心横线是基于20个独立器件的平均PCE，误差条显示最高和最低效率值。

IV 表面能级结构

图4. (a) 无硅酸盐和有硅酸盐的SnO₂薄膜的光电子截止光谱和价带谱。虚线表示二次电子截止位置和薄膜的价带起始，通过将结合能边缘线性外推到基线获得。(b) SnO₂和硅酸盐混合粉末的Tauc图。(c) 电子传输层与钙钛矿层的能带位置示意图。(d) 基于硅酸盐-SnO₂复合传输层的CsPbI₂Br太阳能电池的J-V曲线。

V 硅酸盐钝化策略

图5. (a) AM 1.5G辐照下CsPbI₂Br钙钛矿器件的J-V曲线。(b) 在最大功率点(MPP)电压下测得的钙钛矿电池的稳态功率输出和电流密度。(c) 对照组和硅酸盐钝化器件的开路电压随光强的变化关系。(d) 对照组和钝化处理的器件的瞬态光电压测试。(e) 黑暗条件下施加1.0 V偏压测得的对照组和钝化器件的阻抗谱；(f) 不同偏压下对照组和钝化器件的复合阻抗。

Nano-Micro Letters《纳微快报(英文)》是上海交通大学主办、Springer Nature合作开放获取(open-access)出版的英文学术期刊，主要报道纳米/微米尺度相关的高水平文章(research article, review, communication, commentary, perspective, letter, highlight, news, etc)，包括微纳米材料的合成表征与性能及其在能源、催化、环境、传感、吸波、生物医学等领域的应用研究。已被SCI、EI、SCOPUS、PubMed Central、DOAJ、CSCD、知网、万方、维普、超星等数据库收录。2020 JCR影响因子IF=16.419，在物理、材料、纳米三个领域均居Q1区(前10%)。2020 CiteScore=15.9，材料学科领域排名第4 (4/123)。中科院期刊分区：材料科学1区TOP期刊。全文免费下载阅读(http://springer.com/40820)，欢迎关注和投稿。