利用硫封端的Ti3C2Tx MXene协同添加剂工程，实现高效且稳定的钙钛矿太阳能电池

二维MXene硫修饰材料S-Ti3C2Tx通过水热法合成，作为钙钛矿添加剂显著提升器件性能，效率达25.51%，机制包括促进晶粒生长、优化能级排列、稳定Pb-I6结构及缓解晶格应变。

摘要

二维MXene Ti₃C₂T_x在钙钛矿太阳能电池（PSCs）中展现出巨大潜力。本文通过使用硫代乙酰胺的简单水热法对Ti₃C₂T_x进行改性，制备出了硫末端修饰的Ti₃C₂T_x（S-Ti₃C₂T_x）。作为钙钛矿的添加剂，S-Ti₃C₂T_x相较于原始Ti₃C₂T_x具有以下优势：（1）显著促进晶粒生长，提高载流子迁移率，并降低缺陷密度；（2）优化能级对齐，降低界面能量势垒，减少非辐射复合；（3）通过Pb–S键稳定未配位的Pb²⁺和[PbI₆]⁴⁻八面体结构，同时缓解体相晶格应变，这种Pb–S相互作用具有“带状”效应。基于这种协同机制，含有S-Ti₃C₂T_x的钙钛矿太阳能电池实现了25.51%的最高效率——优于对照组（23.46%）和原始Ti₃C₂T_x基器件（24.54%），且稳定性更强。本研究强调了末端基团工程在提升高性能钙钛矿太阳能电池及其在新兴光伏技术中的应用潜力方面的关键作用。

二维MXene Ti₃C₂T_x在钙钛矿太阳能电池（PSCs）中展现出巨大潜力。本文通过使用硫代乙酰胺的简单水热法对Ti₃C₂T_x进行改性，制备出了硫末端修饰的Ti₃C₂T_x（S-Ti₃C₂T_x）。作为钙钛矿的添加剂，S-Ti₃C₂T_x相较于原始Ti₃C₂T_x具有以下优势：（1）显著促进晶粒生长，提高载流子迁移率，并降低缺陷密度；（2）优化能级对齐，降低界面能量势垒，减少非辐射复合；（3）通过Pb–S键稳定未配位的Pb²⁺和[PbI₆]⁴⁻八面体结构，同时缓解体相晶格应变，这种Pb–S相互作用具有“带状”效应。基于这种协同机制，含有S-Ti₃C₂T_x的钙钛矿太阳能电池实现了25.51%的最高效率——优于对照组（23.46%）和原始Ti₃C₂T_x基器件（24.54%），且稳定性更强。本研究强调了末端基团工程在提升高性能钙钛矿太阳能电池及其在新兴光伏技术中的应用潜力方面的关键作用。