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Nano Letters:18%认证效率!二维钙钛矿太阳能电池

 1周前



开发具有垂直取向的二维(2D)钙钛矿薄膜是利用这些材料实现高性能太阳能电池的关键。近日,美国普林斯顿大学 Yueh-Lin Loo报道了一种异丙醇(IPA)溶剂蒸汽退火(SVA)的通用后沉积策略,以以诱导广泛的2D钙钛矿的择优垂直取向和促进晶粒生长。


研究人员首先通过(PEA)2(MA)4Pb5I16模型证明了这种结构重排,发现这种择优的垂直取向可以减少体缺陷和表面缺陷,改善钙钛矿和电子传输层界面的电荷输运和电荷转移。


研究人员没有观察到可能导致SVA的低n相或3D相引入的成分漂移。实验结果显示,溶剂蒸气增塑了2D钙钛矿薄膜,促进了其表面诱导重取向和伴随的颗粒生长,从而增强了平面外的电荷传输。通过溶剂蒸汽退火 (PEA)2(MA)4Pb5I16制备的PSCs的平均PCE从10.1%提高到15.3%。



这一沉积后策略还在其他2D钙钛矿体系中诱导了强烈的择优垂直取向和晶粒生长,包括层间距较小的、DJ型和混合阳离子等体系,证明了该策略的通用性。由SVA处理(BDA)(Cs0.1FA0.9)4Pb5I16组成的PSC的NREL认证的PCE为(18.00 ± 0.30)%,这是迄今为止,所报道的具有2D钙钛矿结构(n≤5)PSCs得最高PCE值。此外,以SVA处理过的2D钙钛矿为有源层的PSCs具有优异的湿度、热稳定性和操作稳定性。

 

Xiaoming Zhao, et al, Accessing Highly Oriented Two-Dimensional Perovskite Films via Solvent-Vapor Annealing for Efficient and Stable Solar Cells, Nano Lett., 2020

DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c03914


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