基于有機胺鹽表面修飾的CsPbI3全無機鈣鈦礦太陽能電池性能的提升

柳宇 徐凌波 崔燦

摘 要： 有機胺鹽表面修飾是鈣鈦礦太陽能電池中鈍化鈣鈦礦表面缺陷和提升電池穩定性的有效方法。旋涂苯乙基碘化銨（phenylethylammonium iodide，PEAI）和四丁基碘化銨（tetrabutylammonium iodide，TBAI）溶液在CsPbI3鈣鈦礦薄膜表面并進行熱處理，修飾鈣鈦礦表面，采用X射線衍射儀、掃描電鏡、穩態-瞬態熒光壽命光譜儀對薄膜的結構形貌和光電性能進行表征分析，通過電流密度-電壓測試、電化學阻抗測試和暗態電流密度-電壓測試對比兩種表面修飾劑對CsPbI3鈣鈦礦薄膜和器件性能的影響。結果表明：PEAI不能與CsPbI3發生離子交換生成低維鈣鈦礦，僅通過吸附在表面鈍化缺陷并阻礙水汽侵入，提升薄膜的穩定性；而TBAI可有效進入無機CsPbI3鈣鈦礦晶格，形成低維鈣鈦礦相，進而改善薄膜形貌、鈍化缺陷并提升薄膜的穩定性；TBAI修飾的電池器件光電轉換效率相較于PEAI修飾的器件提升了8.5%，同時器件的穩定性也得到了增強。該研究為開發適用于全無機CsPbI3鈣鈦礦的新型表面修飾劑提供了指導和方向。

關鍵詞： 表面修飾；四丁基碘化銨；苯乙基碘化銨；穩定性；CsPbI3；光電性能

中圖分類號： TM914.4

文獻標志碼： A

文章編號： 1673-3851 （2024） 03-0145-08

Enhancement of the performance of CsPbI3 all-inorganic perovskite solar cells based on organic ammonium salt surface modification

Abstract： ?The surface modification of organic amine salt is an effective method to passivate the surface defects of perovskite and improve the stability of perovskite solar cells. The perovskite surface was modified by spin coating phenylethylammonium iodide （PEAI） and tetrabutylammonium iodide （TBAI） solution on the surface of CsPbI3 perovskite film and heat treatment. X-ray diffraction test， scanning electron microscope test and photoluminescence test were used to characterize the structural morphology and photoelectric properties of the films. The photoelectric properties of the battery devices were analyzed by current-voltage test， electrochemical impedance test and dark state current-voltage test， and the effects of two surface modifiers on the properties of CsPbI3 perovskite films and devices were compared. The results show that PEAI cannot exchange ions with CsPbI3 to generate low-dimensional perovskite， and can only adsorb on the surface to passivate the defects and prevent water vapor intrusion， so as to improve the stability of the film. TBAI can effectively enter the inorganic CsPbI3 perovskite lattice to form low-dimensional perovskite phase， and then improve the morphology， passivation defects and stability of the film. The photoelectric conversion efficiency of the TBAI-modified battery device is 8.5% higher than that of the PEAI-modified battery device， and the stability of the device is also enhanced. This study indicates the direction for developing new surface modifiers suitable for all-inorganic CsPbI3 perovskite.

Key words： surface modification; TBAI; PEAI; stability; CsPbI3; photoelectric performance

0 引 言

鈣鈦礦太陽能電池因其優異的光吸收能力［1］、相對較長的載流子擴散長度［2］以及可調節的帶隙［3］等優點受到了廣泛關注。同時，鈣鈦礦太陽能電池的光電轉換效率僅十年時間就從最初的3.8%［4］提高到了現在的25.7%［5］。鈣鈦礦化合物的一般化學式可以描述為ABX3，其中A是一價陽離子（甲基銨離子、甲酰胺離子、銫離子等），B是二價金屬陽離子（鉛離子、錫離子等），X則是一價鹵化物陰離子（氯離子、溴離子、碘離子等）［6］。盡管全無機CsPbI3鈣鈦礦因其優異的熱穩定性而備受關注，但CsPbI3薄膜表面容易存在較多的缺陷而降低了太陽能電池的光電性能，并且CsPbI3受到水汽的侵蝕會引發相變，形成不利于吸光的黃相（δ-CsPbI3），使得器件性能下降［7］。因此通過表面修飾以鈍化缺陷并提升器件穩定性，對CsPbI3太陽能電池的發展至關重要［8］。

目前對全無機CsPbI3鈣鈦礦的表面鈍化研究較少，而有機-無機鈣鈦礦的表面修飾得到了充分的研究。因此，借鑒有機-無機鈣鈦礦的相關研究方法開展全無機鈣鈦礦表面鈍化研究，并分析兩者的異同，有助于構建適用于全無機鈣鈦礦的表面修飾體系。在關于有機-無機鈣鈦礦表面修飾的研究中，有機胺鹽作為常見的修飾劑如碘化丁基銨（butylammonium iodide，BAI）［9］、苯乙基碘化銨［10］（phenylethylammonium iodide，PEAI）、四丁基碘化銨（tetrabutylammonium iodide，TABI）［11］和溴化胍（guanidinium bromide，GABr）［12］等都得到了應用，其中PEAI和TBAI已經成為有機-無機鈣鈦礦體系中廣泛使用的表面修飾劑。

PEA+作為常見的有機胺離子，其分子構型中含有一個苯環，表現出良好的疏水性。Lee等［10］發現，PEA+能夠與鈣鈦礦中的碘鉛八面體相互作用形成二維鈣鈦礦，從而鈍化鈣鈦礦中的缺陷，提升電池的光電轉換效率。Chen等［13］進一步將PEAI溶液旋涂在鈣鈦礦表面并進行退火處理，通過PEAI與鈣鈦礦表面的PbI2反應生成PEA2PbI4，提升了電池器件的光電轉換效率和穩定性。

有機胺離子TBA+的分子結構與PEA+不同，TBA+屬于季銨鹽結構，擁有較長的碳鏈，同樣表現出優異的疏水性能。此外季銨鹽結構的TBA+還具有較強的插層能力。Ai等［11］發現，TBA+能與鈣鈦礦反應生成一維鈣鈦礦TBAPbI3，鈍化缺陷并增強鈣鈦礦的疏水性。Wang等［14］進一步將TBAI溶液旋涂在鈣鈦礦表面，通過 TBAI與鈣鈦礦的相互反應生成TBAPbI3，提升了太陽能電池的光電轉換效率和穩定性。以上研究表明，通過有機胺鹽PEAI和TBAI表面修飾有機-無機鈣鈦礦以提升電池器件的光電性能具有顯著的效果。根據Wang等［15］的報道，全無機CsPbI3鈣鈦礦中銫離子與碘鉛八面體的結合強度較強，這可能會導致有機胺鹽修飾CsPbI3時在薄膜形貌、缺陷鈍化和器件性能方面存在不同的效果。同時在全無機CsPbI3鈣鈦礦中，缺乏對不同有機胺鹽表面修飾的系統分析，需要對此進行深入研究。

本文選取兩種不同分子構型的有機銨鹽PEAI和TBAI對全無機CsPbI3鈣鈦礦進行表面修飾，通過對比兩種有機胺鹽對鈣鈦礦薄膜晶體結構、表面形貌、光電性能和太陽能電池性能的影響，分析不同分子構型有機胺鹽與CsPbI3無機鈣鈦礦表面的作用機理，為發展適用于全無機CsPbI3鈣鈦礦的表面修飾體系提供思路。

1 實驗部分

1.1 實驗材料與試劑

二氧化錫膠體分散液（SnO2，15％）購自阿法埃莎化學有限公司；苯乙基碘化銨（PEAI）和2，2，7，7-四［N，N-二（4-甲氧基苯基）氨基］-9，9-螺二芴（Spiro-OMeTAD，99.5％）購自西安寶萊特科技有限公司；氯苯（CB，99.8％）購自默克化工技術有限公司；異丙醇（IPA，99.7％）購自國藥集團化學試劑公司；四丁基碘化銨（TBAI）購自上海阿拉丁試劑有限公司。

1.2 鈣鈦礦太陽能電池的制備

有機胺鹽溶液的制備：稱取10 mg TBAI粉末放入樣品瓶中，再加入10 mL的異丙醇，隨后放在攪拌器上溶解攪拌6 h，制備TBAI溶液；稱取20 mg PEAI粉末放入樣品瓶中，再加入10 mL異丙醇，隨后放在攪拌器上溶解攪拌6 h，制備PEAI溶液。

電子傳輸層的制備：本文所使用的鈣鈦礦太陽能電池器件結構為ITO/SnO2/CsPbI3/TBAI/Ag。將配好的氧化錫溶液（氧化錫膠體與去離子水體積比為2∶1）用移液槍取40 μL，滴加在旋涂儀上的ITO玻璃表面，旋涂30s；隨后轉移到100 ℃的加熱臺加熱5 min以去除水分；然后轉移到150 ℃的加熱臺上退火30 min，制得電子傳輸層。

CsPbI3薄膜的制備：取40 μL CsPbI3前驅體溶液（0.7 mol/mL滴加在電子傳輸層上旋涂30 s，然后轉移到加熱臺上180 ℃退火10 min，獲得參考樣CsPbI3薄膜；取40 μL CsPbI3前驅體溶液（0.7 mol/mL），滴加在電子傳輸層上，旋涂30 s；然后轉移到加熱臺上180 ℃退火10 min獲得鈣鈦礦薄膜；用移液槍取100 μL PEAI溶液旋涂在鈣鈦礦表面，在100 ℃下退火5 min，獲得PEAI表面修飾的CsPbI3薄膜，記為PEAI-CsPbI3。取40 μL CsPbI3前驅體溶液（0.7 mol/mL），滴加在電子傳輸層上旋涂30 s；然后轉移到加熱臺上180 ℃退火10 min獲得鈣鈦礦薄膜；用移液槍取100 μL TBAI溶液旋涂在鈣鈦礦表面，在100 ℃下退火3 min，獲得TBAI表面修飾的CsPbI3薄膜，記為TBAI-CsPbI3。

空穴傳輸層以及銀電極的制備：取35 μL Spiro-OMeTAD氯苯溶液旋涂在鈣鈦礦薄膜上制得空穴傳輸層；用熱蒸發沉積一層Ag電極，最后制備的電池有效面積為0.1 cm2。

1.3 測試與表征

使用掃描電子顯微鏡（S-4800，日立）表征鈣鈦礦薄膜的表面形貌（SEM）；使用X射線衍射儀（AXIS Supra，島津）表征鈣鈦礦薄膜的晶體結構? （XRD）；使用穩態-瞬態熒光壽命光譜儀（FluoTime300，皮庫量化）測試鈣鈦礦薄膜的光致發光（PL）；使用經過標準硅電池校準的太陽光模擬測試系統（94022 A，里波）測試鈣鈦礦太陽能電池的電流-電壓特性（J-V）；使用電化學工作站（VersaSTAT4，普林斯頓）測試鈣鈦礦太陽能電池的阻抗（EIS）。

2 結果與討論

2.1 有機胺鹽表面修飾對CsPbI3薄膜性能的影響

為初步驗證PEAI和TBAI表面修飾的作用效果，將不同表面修飾的CsPbI3薄膜置于潮濕環境（相對濕度40％）中保存以觀察薄膜的相變情況。圖1是不同CsPbI3鈣鈦礦薄膜存放10 min的光學照片。

圖1（a）是參考樣CsPbI3薄膜的光學照片，CsPbI3因受到環境中水汽的侵入，薄膜在放置10 min后就已經完全變為黃色，即CsPbI3完全相變為黃相（δ-CsPbI3）［16］。δ-CsPbI3的帶隙高達2.75 eV，不具備光電活性，因此不適合作為鈣鈦礦太陽能電池的吸光層。圖1（b）和圖1（c）是PEAI-CsPbI3和TBAI-CsPbI3薄膜的光學照片，PEAI-CsPbI3和TBAI-CsPbI3薄膜在空氣中放置10 min后依舊呈現棕褐色，說明CsPbI3沒有發生相變，初步表明PEAI和TBAI成功引入到薄膜表面，PEAI和TBAI與薄膜表面的相互作用有效延緩了鈣鈦礦薄膜的相變。

負載到鈣鈦礦表面的PEAI和TBAI可能會改變CsPbI3鈣鈦礦的表面結構，為分析兩種有機胺鹽表面修飾對鈣鈦礦薄膜表面結構的影響，對CsPbI3鈣鈦礦薄膜進行X射線衍射測試（XRD），結果如圖2所示。圖2表明：CsPbI3薄膜均在14.4°和28.8°處出現了2個主要的衍射峰，分別對應于CsPbI3鈣?鈦礦的（110）和（220）2個晶面。參考樣CsPbI3薄膜的XRD在10.15°處出現了一個明顯的衍射峰［14］，表明CsPbI3發生相變產生了少量的δ-CsPbI3。同時參考樣 CsPbI3薄膜的（110）和（220）衍射峰強度明顯低于PEAI-CsPbI3和TBAI-CsPbI3薄膜，是由于參考樣CsPbI3在測試過程中受到空氣中水汽的侵蝕開始發生相變，降低了薄膜的性能。與有機-無機鈣鈦礦中PEAI表面修飾能夠形成二維鈣鈦礦不同［13］，PEAI-CsPbI3薄膜并沒有在XRD中5.2°處觀察到二維鈣鈦礦PEA2PbI4的特征衍射峰，說明PEAI修飾并沒有在CsPbI3鈣鈦礦表面形成二維鈣鈦礦；進一步將CsPbI3薄膜放在PEAI溶液中浸泡1 h，處理過的薄膜中依舊未觀察到新的衍射峰產生，由于無機CsPbI3鈣鈦礦中Cs+與Pb-I八面體的結合力較強，PEA+無法在 CsPbI3表面發生離子交換形成低維鈣鈦礦，僅僅是吸附在鈣鈦礦表面產生作用。覆蓋在薄膜表面的PEAI具有良好的疏水性，因此阻擋了水汽的侵入，延緩了鈣鈦礦薄膜的相變［17-18］。與PEAI-CsPbI3不同，TBAI-CsPbI3鈣鈦礦薄膜在7.2°出現了一個新的衍射峰。根據Ai等［11］的報道，XRD中7.2°處出現的衍射峰屬于一維鈣鈦礦TBAPbI3，表明TBAI修飾能夠在CsPbI3鈣鈦礦表面形成低維鈣鈦礦。TBAI與PEAI的不同表現源于其分子構型的差異，季銨鹽結構的TBA+具有更強的插層能力［19-20］，因此能打破Cs+與Pb-I八面體的結合，插入CsPbI3晶格，生成低維鈣鈦礦。

TBAI表面修飾會引起鈣鈦礦薄膜表面結構的改變，從而影響薄膜的表面形貌。對鈣鈦礦薄膜進行掃描電鏡測試（SEM）以表征薄膜的表面形貌，結果如圖3所示。圖3（a）是參考樣CsPbI3薄膜的SEM圖，由于空氣中水汽的侵入導致CsPbI3產生相變，薄膜的晶粒遭到明顯破壞。圖3（b）是PEAI-CsPbI3薄膜的SEM圖，相較于參考樣薄膜，PEAI-CsPbI3薄膜的表面形貌得到了較大改善，但PEAI僅吸附在鈣鈦礦表面以保護薄膜免受水汽侵入，并沒有對表面結構產生影響，因此表面依舊比較粗糙且存在些許細小的孔洞。圖3（c）是TBAI-CsPbI3薄膜的SEM圖片，相較于參考樣CsPbI3和PEAI-CsPbI3，TBAI-CsPbI3薄膜表面更加平整，晶界和孔洞都明顯減少，是由于TBAI修飾能夠誘導鈣鈦礦表面生成TBAPbI3引發表面晶粒的再生長，說明具有強插層能力的有機胺離子能夠有效改善薄膜的表面形貌。

鈣鈦礦薄膜的表面缺陷作為載流子的非輻射復合中心，會嚴重影響鈣鈦礦太陽能電池的光電性能。為了探究PEAI和TBAI表面修飾對鈣鈦礦薄膜表面缺陷的影響，對旋涂在普通玻璃表面的CsPbI3鈣鈦礦薄膜進行了光致發光測試（PL，激發波長375 nm），結果如圖4所示。圖4表明：與參考樣CsPbI3薄膜相比，PEAI-CsPbI3和TBAI-CsPbI3薄膜PL強度都得到了明顯提升。載流子的復合行為分為輻射復合和非輻射復合，CsPbI3薄膜內的載流子輻射復合產生PL發光峰。因此薄膜內的缺陷越少，參與輻射復合的載流子越多，PL強度越強。相反，薄膜內的缺陷越多，參與非輻射復合的載流子越多，PL強度越低。因此PEAI/TBAI表面修飾后PL強度的提升代表薄膜內載流子的缺陷復合被抑制，證明了PEAI和TBAI表面修飾對薄膜表面缺陷的鈍化效果。同時TBAI-CsPbI3薄膜PL發光峰的強度明顯高于PEAI-CsPbI3薄膜，這是由于PEAI表面修飾只是吸附在CsPbI3表面，而TBAI表面修飾在薄膜表面生成了一維鈣鈦礦，因此 TBAI表面修飾能更有效地鈍化薄膜表面缺陷，也說明了因分子構型不同而具有較強插入能力的有機胺離子在全無機CsPbI3鈣鈦礦中表面修飾的顯著效果。

2.2 有機胺鹽表面修飾對CsPbI3太陽能電池性能的影響

圖5為不同表面修飾的CsPbI3鈣鈦礦太陽能電池器件的電流密度-電壓測試結果（J-V），對應? 的光伏參數見表1。由圖5和表1可知：相比于參考樣CsPbI3電池器件，PEAI-CsPbI3和TBAI-CsPbI3電池器件光電性能都得到了明顯地提升，這歸因于：一方面，PEAI和TBAI表面修飾鈍化了CsPbI3表面的缺陷；另一方面，有機胺鹽表面修飾有效保護了鈣鈦礦吸光層被水汽侵入而發生相變，證明了有機胺鹽 PEAI和TBAI表面修飾的顯著效果。值得注意的是，TBAI-CsPbI3電池器件獲得了13.04%的光電轉換效率，相較于PEAI-CsPbI3器件提升了8.5%。該效率的提升主要由器件短路電流密度和填充因子的增強帶來，原因可能是薄膜表面形貌的改善促進了鈣鈦礦層/空穴傳輸層界面處的載流子傳輸。

綜上可知，有機胺鹽表面修飾能夠有效鈍化鈣鈦礦薄膜的表面缺陷并增強薄膜的穩定性，從而提升CsPbI3鈣鈦礦薄膜和電池器件的光電性能。同時TBAI表面修飾的效果更為顯著，因此下文僅對兩種有機胺鹽表面修飾的薄膜和器件性能進行表征，分析電池器件性能增強的原因。

為研究PEAI和TBAI修飾后鈣鈦礦層/空穴傳輸層界面處的載流子傳輸情況，在鈣鈦礦薄膜（基底為普通玻璃）表面旋涂spiro-OMeTAD空穴傳輸層進行光致發光測試（PL，激發波長375 nm），結果如圖6所示。圖6表明：TBAI-CsPbI3薄膜的PL峰強度明顯低于PEAI-CsPbI3薄膜；與單純的鈣鈦礦薄膜PL測試不同，當鈣鈦礦薄膜表面覆蓋有空穴傳輸層時，光激發產生的空穴會由鈣鈦礦層向空穴傳輸層轉移，引發PL淬滅，導致PL強度降低。

PL淬滅效果越顯著，PL強度越低，代表界面處空穴轉移能力越強。TBAI-CsPbI3薄膜PL強度的降低表明鈣鈦礦層能與spiro-OMeTAD空穴傳輸層之間實現更快的空穴轉移。綜上可知，相比于PEAI修飾，TBAI表面修飾能夠通過形成一維鈣鈦礦更有效地改善薄膜的表面形貌，從而增強鈣鈦礦層/空穴傳輸層的界面接觸，促進界面處的空穴傳輸，因此TBAI-CsPbI3電池器件獲得了更高的短路電流密度和填充因子。

進一步通過電學性能測試分析PEAI和TBAI表面修飾后電池器件內載流子的復合行為，結果如圖7所示。

圖7（a）是CsPbI3電池器件的電化學阻抗測試結果（EIS），測試環境為黑暗環境下施加0.6 V的偏壓。圖7（a）中的半圓曲線表示電池器件的復合阻抗，半圓的直徑越大表明電池器件的復合阻抗越大，從圖中可以看出：PEAI-CsPbI3電池器件復合阻抗為3207 Ω，而TBAI-CsPbI3器件復合阻抗為6148 Ω，復合阻抗的增大表明TBAI修飾相比PEAI修飾能夠更有效地抑制載流子的非輻射復合。

圖7（b）是PEAI-CsPbI3和TBAI-CsPbI3電池器件的暗態電流密度-電壓（J-V）測試結果，從圖中可以看出：TBAI-CsPbI3電池器件相比于PEAI-CsPbI3具有更小的漏電流。根據Tian等［21］的報道，漏電流減小表明鈣鈦礦太陽能電池中缺陷復合被抑制，這進一步證明了TBAI表面修飾相較于PEAI表面修飾能更有效地鈍化鈣鈦礦表面的缺陷。

2.3 有機胺鹽表面修飾對CsPbI3薄膜及太陽能電池穩定性的影響

暴露在大氣環境中的CsPbI3薄膜由于水汽的作用，會逐漸發生相變，使得薄膜的吸光度下降。圖8是經過兩種有機胺鹽表面修飾的鈣鈦礦薄膜暴露于空氣中紫外-可見光吸收光譜在不同時間的測試結果。

圖8（a）是PEAI-CsPbI3的紫外可見吸收光譜，PEAI-CsPbI3薄膜在空氣中存放10 h時光吸收強度出現了明顯的降低，并且在40 h時達到最低。圖8（b）是TBAI-CsPbI3的紫外可見吸收光譜，相比于PEAI-CsPbI3，TBAI-CsPbI3的光吸收強度在50 h時才達到最低，初步表明TBAI-CsPbI3薄膜具有更強的穩定性。

進一步選擇500 nm波長對光吸收強度進行定量分析，歸一化的光吸收強度如圖8（c）所示，從圖中可以看出：在大氣中存放10 h后，PEAI-CsPbI3和TBAI-CsPbI3薄膜均發生了一定程度的相變，其中PEAI-CsPbI3薄膜在500 nm波長處的吸光度僅為初始吸光度的80％，而TBAI-CsPbI3薄膜吸光度依舊保持了初始吸光度的91％。同時，PEAI-CsPbI3的吸光度在40 h以后就達到了最低值并保持不變，即CsPbI3薄膜已經完全相變為δ-CsPbI3，而TBAI-CsPbI3薄膜在50 h后才達到最低值，表明TBAI修飾有效延緩了CsPbI3薄膜在空氣中的相變速度，修飾后的鈣鈦礦薄膜具有更好的穩定性。

為進一步分析TBAI表面修飾后鈣鈦礦薄膜穩定性增強的原因，對鈣鈦礦薄膜進行了接觸角測試，結果如圖9所示。圖9表明：PEAI-CsPbI3薄膜表面接觸角為62°，而TBAI-CsPbI3薄膜表面接觸角為78°，接觸角的增大表明TBAI-CsPbI3相較于PEAI-CsPbI3具有更好的疏水性。由于PEAI表面修飾只是吸附在鈣鈦礦表面，而TBAI表面修飾能夠在鈣鈦礦薄膜表面形成一維鈣鈦礦，結合力更強，同時修飾后的薄膜表面更加平整，提升了薄膜的疏水性。水汽的侵入是造成 CsPbI3鈣鈦礦薄膜相變的主要因素，因此TBAI-CsPbI3相較于PEAI-CsPbI3具有更好的穩定性。

為了進一步探究TBAI和PEAI表面修飾對電池器件穩定性的影響，對兩種有機胺鹽表面修飾的鈣鈦礦太陽能電池器件進行了長期穩定性測試，結果如圖10所示。圖10表明：TBAI-CsPbI3電池器件光電轉換效率的衰減速度明顯低于PEAI-CsPbI3器件，在儲存100 h后，TBAI-CsPbI3器件的光電轉換效率依舊保持了初始效率的59%，而PEAI-CsPbI3器件效率僅為初始效率的41%。因此，具有強插層能力的有機胺鹽TBAI表面修飾能夠在CsPbI3鈣鈦礦薄膜形成低維鈣鈦礦，從而增強鈣鈦礦薄膜和太陽能電池的穩定性。

3 結 論

本文通過使用TBAI和PEAI兩種有機胺鹽對鈣鈦礦薄膜進行表面修飾，對比分析了兩者對鈣鈦礦薄膜形貌結構、光學性質及電池性能的影響，主要結論如下：

a）PEAI和TBAI表面修飾能夠有效延緩CsPbI3的相變，提升薄膜和電池光電性能。相比于PEAI，TBAI表面修飾能在CsPbI3鈣鈦礦表面生成一維鈣鈦礦TBAPbI3，有效改善鈣鈦礦薄膜的表面形貌。

b）相比于PEAI表面修飾，TBAI修飾能更有效地鈍化表面缺陷，促進鈣鈦礦/空穴傳輸層界面處的空穴轉移，從而增強電池器件的短路電流密度和填充因子，TBAI-CsPbI3器件獲得了13.04%的效率，相較于PEAI-CsPbI3器件提升了8.5%。

c）相比PEAI表面修飾，TBAI修飾的CsPbI3薄膜具有更好的疏水性和穩定性。TBAI-CsPbI3電池器件在潮濕環境中（相對濕度60%）放置100 h后，電池效率仍能保持初始效率的59%，而PEAI-CsPbI3電池器件效率僅為初始效率的41%。

綜上可知，季銨鹽結構的TBAI能與CsPbI3相互作用形成低維鈣鈦礦，相較于僅吸附在CsPbI3表面的PEAI，TBAI表面修飾能夠更有效鈍化薄膜表面缺陷并提升電池效率和穩定性。本文研究為設計適用于CsPbI3鈣鈦礦的表面修飾劑提供了新的思路。

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