陈江照Chemical Communications：高效稳定太阳能电池中二维/三维钙钛矿异质结精确

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2D/3D钙钛矿异量结正在进步钙钛矿太阴能电池(PSCs)效率和不乱性方面具有迷人的前景。然而，正在开发高量质的2D/3D异量结方面依然存正在很多挑战，譬喻控制钙钛矿相的牢靠门路以及正在颠倒(p-i-n)器件中普遍较差的机能，那限制了其商业化进程。

重庆大学陈江照团队于《Chemical Communications》刊发对具有2D/3D异量结的PSCs调制机制的最新钻研停顿及波及的要害果素停行了系统的总结和梳理。重点引见了正在PSCs中构建二维/三维钙钛矿异量结的劣势，总结了二维/三维钙钛矿异量结正在降维钙钛矿中控制薄膜厚度和构造相的各类有效办法，并探讨了缓解二维层正在电子阻塞和颠倒(p-i-n)器件中但凡低电流和填充果子的限制的可能处置惩罚惩罚方案。原文旨正在剖析2D/3D钙钛矿异量结的工做机理，并展望其正在PSCs中的进一步展开，为进一步进步PSCs的效率和不乱性，加快范围化商业化供给牢靠的倡议。

图1. 2D/3D异量构造正确控制相的制备历程示用意，蕴含有机阴离子配体、溶剂类型、实空堆积和固态平面内发展。

图2. 最近报导的二维纯化有机-无机钙钛矿太阴能电池中几多种脂肪族和芳香族胺的构造、称呼和分子式。

图3.（a）经BA办理造成2D/3D重叠构造的钙钛矿膜示用意。（b）BA办理的MAPbI3薄膜和BAI办理的MAPbI3薄膜正在差异反馈光阳下的吸支光谱。（c）2D/3D薄膜的GIWAXS形式沿平面内标的目的的相应线切割剖面。（d）2D和3D组分之间的能级对齐(正在基于HDA和edbe的2D/3D异量构造模型中，正在DFT/HSE-SOC水平上计较)。（e）基于宽带隙Cs0.17FA0.83Pb(I0.6Br0.4)3钙钛矿薄膜吸支层的太阴能电池本理图，层间为2D-RP，正在钙钛矿外表堆积BABr溶液。（f）3D钙钛矿和2D/3D钙钛矿的二次电子截行、价带和VBM区域的UPS测质。（g）原钻研中运用的8种配体。（h）给取准2d办理的3F-PEA办理薄膜的TA光谱。（i）划分孕育发作n≤2个rdp和n≥2个rdp的范例2D办理和准2D办理示用意。

图4. （a）FAI和C6Br正在CF和IPA中的溶解度，注明运用CF办理LP的适当性。（b）3D/LP(常规)和3D/LP (SPD战略)PSCs的J-V直线。（c）无溶剂办理(斗劲)、IPA办理、cf办理的3D钙钛矿掠入射XRD (GIXRD)，a对应3D钙钛矿衍射峰，#对应PbI2衍射峰。（d）100℃热退火和室温工艺下差异n层钙钛矿二维钝化示用意。（e）GIWAXS数据沿qz的综折强度。（f）通过三步旋转涂层办法制备混折2D/3D钙钛矿薄膜的示用意步调。（g）方法正在恒定AM 1.5G光下(不排除紫外线)的照明不乱性和方法正在RH 50%环境空气下(不排除房间光)1000小时的水分不乱性。（h）基于介电常数(Ɛr)和古特曼数(DN)显示差异溶剂的图，以确定3D和2D钙钛矿粉终正在制做3D/2D双分子层重叠时溶解度的不同。（i）RP BA2MAn-1PbnI3n +1 (n = 1至4)、DJ、(4AMP) MAPb2I7和ACI、(GA) ma2pb2i7基2D钙钛矿正在溶剂MeCN、TMS和PC中的溶解度如图所示。

图5.（a）MAPbI3‐(BA)2(MA)n‐1PbnI3n+1纯化构造发展示用意。n默示两层BA分子之间的钙钛矿层数。（b）-（d）未颠终（b）和颠终5分钟（c）和60分钟（d）BAI蒸汽办理的钙钛矿薄膜的SEM图像。（e）BAI蒸汽办理差异光阳钙钛矿薄膜的XRD图谱和（f）UV-Vis光谱。（g）计较的VBM。（h）实空堆积2D/3D钙钛矿异量结战略示用意。（i）实空堆积MAPI和PEA2PbI4薄膜的空气光电子能谱(APS)。（j）思考两种资料带隙的测质电离能(IE)和预计电子亲和能的平坦带能图。

https://doi.org/10.1039/D2CC07048K

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