来自北京航空航天算夜学、中国地质大学和中国科学院纳米科学卓越中央国家纳米科学技能中央的学者利用两种相同链长的有机铵盐，即单铵(丁基碘化铵，BAI)和二胺(1，4-丁二胺二氢碘化铵，BDAI2)对(AA)2MA4Pb5I16(n=5)的RP-2D钙钛矿薄膜进行表面毛病钝化。结果表明，二铵BDAI2不仅有效地降落了毛病密度(与利用BaI单铵相似)，而且形成了Dion-Jacobson(DJ)二维构造，增强了界面电荷提取并且抑制了表面电荷复合。结果表明，在1.24V的高开路电压下，Rp-2D/DJ-2D钙钛矿型异质结薄膜的光电转换效率提高了18.34%。由于DJ相的构造完全性增强，RP-2D/DJ-2D钙钛矿异质结薄膜表现出极高的材料稳定性，表现出令人印象深刻的环境稳定性，在60°C的连续热老化800h后，效率险些零退化。这项事情丰富了对DJ-2D构造对2D钙钛矿异质结膜表面性子影响的基本认识。干系文章以“High Efficiency Perovskite Solar Cells Employing Quasi-2D Ruddlesden-Popper/Dion-Jacobson Heterojunctions”标题揭橥在Advanced Functional Materials。
论文链接：
https://doi.org/10.1002/adfm.202200024
图1. RP-2D/DJ-2D钙钛矿异质结薄膜和太阳电池制备工艺示意图。
图2. a)展示了本研究中利用的二维钙钛矿型太阳电池的p-i-n器件构造。b)AA2MA4Pb5I16(n=5)掌握装置的电流密度-电压(J-V)特性，以及在各自最佳条件下处理的BAI改性和BDAI2改性的装置。c)相应器件的外量子效率谱(EQE)。
图3. 各种（AA）2MA4Pb5I162D钙钛矿薄膜上拍摄的俯视SEM图像。a） 掌握组；b） BAI改性胶片；c） BDAI2改性膜。
图4. a） X射线衍射图和b）（AA）2MA4Pb5I16和（BDA）PbI4（n = 1）掌握膜的稳态PL光谱以及BAI和BDAI2润色的2D钙钛矿膜。
图5. a） 在基于 （AA）2MA4Pb5I16的掌握、BAI 润色和 BDAI2润色的 2D 钙钛矿薄膜上测试了韶光分辨 PL 衰变情形。b）基于各种2D钙钛矿的纯电子器件的暗J-V特性。c） 在短路条件下丈量的 （AA）2MA4Pb5I16PSC 的瞬态光电流衰减，不带 BAI 和 BDAI2润色。d）开路电压 （Voc）与（AA）2MA4Pb5I16 PSC 的光强度特性。
图6. 基于a）（AA）2MA4Pb5I16掌握的膜，b）BDAI2改性2D钙钛矿膜和c）BAI改性2D钙钛矿膜的水点打仗角丈量快照。基于各种2D钙钛矿薄膜样品的时效瞬态X射线衍射测试：d） 掌握膜;e） BAI 改性薄膜，f） BDAI2 改性薄膜。
图7. a） 在对照、BAI 改性和 BDAI2 润色的 2D PSC 上测得的 PCE 衰减，条件为在 N2（非封装）中和 60 °C 下连续热老化。b） 基于掌握装置的PCE衰减丈量，BAI润色和BDAI2润色在空气中60%湿度（封装）下进行。
综上所述，本文通过提出的2D钙钛矿异质结观点展示了一种策略，以得到2D PSC中改进的光伏效率和稳定性。与XRD和PL光谱的结合剖析证明，在（AA）2MA4Pb5I16（n = 5）2D钙钛矿接管剂的顶部形成了利用二铵有机间隔阳离子BDAI2的DJ-2D构造。与仅用于表面钝化而不形成2D钙钛矿构造的铵BAI润色比较，这种特性供应了双重功能，通过毛病添补和界面电荷转移通过有利的高能级联促进陷阱钝化。瞬态光电丈量研究表明，通过异质结钙钛矿薄膜加速电荷肃清和界面电荷提取，界面电荷积累被抑制，从而降落非辐射电荷复合的电压丢失。该设备表现出令人印象深刻的环境稳定性，在热老化（60°C）时PCE衰减险些为零，并且在环境湿气空气（RH为60%）中储存800h时降解极少（PCE低落= 14%）。这项事情为改进2DPSC的基本性能指标以实现实际运用供应了令人愉快的前景。（文：SSC）
本文来自微信"大众年夜众号“材料科学与工程”。欢迎转载请联系，未经容许回绝转载至其他网站
