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由于溶液法制备以及多晶态的钙钛矿薄膜的热处理工艺很容易形成不同种类的缺陷，而这些缺陷会导致钙钛矿内部非辐射复合增强，不利于电子-空穴的传输，且氧气和水蒸气容易进入钙钛矿薄膜而导致器件的降解。为了有效钝化钙钛矿薄膜的表面缺陷，我们合成了胺盐（以PyI为例）,希望吡啶阳离子可作为路易斯酸对MA+缺陷进行钝化，而PyI中的I–可作为路易斯碱对钙钛矿吸光层中的I–缺陷进行钝化。在尝试了不同浓度的PyI后我们发现当浓度为0.6mg/mL 的时候，各方面性能均表现最佳。（若未特别说明，下文所用的PyI均为0.6mg/ml）。为了突出说明PyI作为两性化合物在钝化缺陷方面表现出来的优势，接下来的工作中，我们将其与用Py处理的钙钛矿薄膜、未处理的薄膜通过不同的表征手段相比较，最后得出了PyI处理过后的钙钛矿薄膜不仅在降低缺陷态密度、抑制非辐射复合、薄膜表面粗糙度降低，还是器件的稳定性上都得到了显著提高。
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实验进展表
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06.05-09.03
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阅读相关文献，掌握更多专业知识和实验相关背景，对钙钛矿有更多的了解
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09.04-09.06
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洗涤剂清洗FTO玻璃，在超声浴中依次用去离子水，丙酮和酒精清洗15分钟
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09.08
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合成PyI盐，以2-丙烯醇为溶剂配制PyI溶液
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09.12-09.13
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在FTO玻璃上旋涂TiO2，并保温30min
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09.15
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配制钙钛矿前驱体溶液
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09.16
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旋涂钙钛矿层溶液，热台100℃退火60min
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09.22
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样品1：不做处理
样品2：旋涂PyI溶液，100℃退火60min
样品3：旋涂Py溶液，100℃退火60min
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09.23-09.25
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对样品1、2、3进行SEM、AFM、XPS表征
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09.27
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在师姐的帮助下在手套箱内旋涂空穴传输层
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09.28
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在师姐的指导下对样品1、2、3镀金
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09.29
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在室温和30％相对湿度下对未封装的器件进行30天的稳定性测试。
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10.01
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进行第一阶段实验总结
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10.03-10.04
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洗涤剂清洗FTO玻璃，在超声浴中依次用去离子水，丙酮和酒精清洗15分钟
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10.06
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合成PyI盐，以2-丙烯醇为溶剂配制PyI溶液
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10.13-10.16
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在FTO玻璃上旋涂TiO2，并保温30min
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10.17-10.18
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配制钙钛矿前驱体溶液
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10.19-10.22
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旋涂钙钛矿层溶液，热台100℃退火60min
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10.24-10.25
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样品4：不做处理
样品5：旋涂PyI溶液，100℃退火60min
样品6：旋涂Py溶液，100℃退火60min
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10.28-10.31
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对样品4、5、6进行UV-vis、PL、TRPL表征
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11.02-11.05
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在师姐的帮助下在手套箱内旋涂空穴传输层
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11.07-11.10
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在师姐的指导下对样品4、5、6镀金
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11.12-11.15
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对样品4、5、6进行J-V表征
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11.17-至今
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进行第二阶段实验总结
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（一）对钙钛矿薄膜进行SEM表征
相比之下，我们可以清楚地发现许多小颗粒分布在用PyI处理的钙钛矿的表面和晶界上，这意味着PyI填充了那里的碘空位，而经Py处理的薄膜似乎与原始膜没有区别。
（二）对钙钛矿薄膜进行AFM表征
通过三张AFM图像对比，可以看出经过处理后的薄膜粗糙度下降，有利于改善与HTL的界面接触。
（三）对钙钛矿进行XPS表征
在136.5和141.3 eV处出现小峰是由于不饱和金属Pb（Pb0）所致，并且暗示了碘空位的存在。经PyI修饰后，Pb0的两个峰消失，Pb 4f7/2和Pb 4f5/2的两个主峰减少，表明钙钛矿薄膜的碘空位减少。比较经过钙化处理和不经过PyI处理的钙钛矿的C 1s谱图，除了C–C（284.8 eV）和C–N（286.1 eV）的峰外，我们还可以发现原始的288.3 eV处有C = O峰，这与氧气/水分有关。因此，我们推断PyI的钝化可以提高钙钛矿薄膜的稳定性。
（四）钙钛矿的UV-vis光谱表征
与原始和经过Py处理的薄膜相比，经PyI处理的薄膜对光具有更强的吸收性。
（五）对钙钛矿薄膜进行PL表征
可以看出，钙钛矿膜的PL强度从强到弱依次是经过PyI处理的，Py处理的和未处理的，并且所有的PL峰都位于760nm处。这意味着PyI处理可以显着抑制表面非辐射复合缺陷且效果比用Py处理要好。
（六）对钙钛矿薄膜进行TRPL表征
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样品
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τavg (ns)
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τ1 (ns)
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τ2 (ns)
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A1 (%)
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A2 (%)
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原始
经PyI处理后
经Py处理后
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55.52
105.65
84.80
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12.21
14.07
14.81
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67.72
113.13
95.94
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21.98
7.55
13.72
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78.03
92.45
86.28
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通过TRPL表征和对应的参数表可以看出经PyI处理后钙钛矿层内载流子的平均寿命提高，薄膜处的点缺陷得到钝化。
（七）平面钙钛矿太阳能电池的J-V曲线
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样品
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Voc (V)
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Jsc (mW cm-2)
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FF
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PCE (%)
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原始
经PyI处理后
经Py处理后
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1.099
1.187
1.144
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22.63
23.12
22.82
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0.757
0.780
0.780
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18.83
21.42
20.37
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通过J-V曲线对应参数表可以看出用0.6mg/ml的PyI处理过后的开路电压、短路电流、FF因子均有所提高，且PCE达到了21.42%，展现了优异的光电性能。
（八）放置30天后的器件效率对比图
将未封装的器件放置在室温和相对湿度30%的环境下30天，在相同的条件下，相较于未处理器件的PCE快速衰减，PyI处理的器件的PCE仍可以保持原来效率的81.4%，表现出更好的稳定性。
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