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垂直排列的二维/三维铅锡钙钛矿材料，具有增强的电荷提取能力和抑制的相分离特性，适用于高效可印刷太阳能电池

DOI：10.1021/acsenergylett.0c00634 期刊：ACS Energy Letters 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 混合二维/三维异质结构概念已成为提升卤化铅钙钛矿太阳能电池（PSCs）稳定性的有效方法，但在铅锡（Pb-Sn）混合钙钛矿器件中鲜有报道。本文展示了一种可扩展的混合二维/三维Pb-Sn钙钛矿太阳能电池沉积工艺，其效率与稳定性较三维对应器件显著提升。掺入少量（3.75%）有机阳离子2-(4-氟苯基)乙基碘化铵（FPEAI）诱导生成高度取向的Pb-Sn钙钛矿晶体，该晶体垂直于衬底排列。此外，首次观察到原始三维Pb-Sn钙钛矿存在相分离现象，而二维钙钛矿的存在抑制了该现象。由此通过显著增强的光谱响应和电荷提取获得28.42 mA cm-2的高电流密度。最终，带隙为1.33 eV的混合二维/三维Pb-Sn钙钛矿器件实现高达17.51%的效率，并同时展现出良好稳定性。
作者： Chaohui Li，Yamin Pan，Jinlong Hu，Shudi Qiu，Cuiling Zhang，Yuzhao Yang，Shi Chen，Xianhu Liu，Christoph J. Brabec，Mohammad Khaja Nazeeruddin，Yaohua Mai，Fei Guo
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过引入二维/三维异质结构研究提高铅锡混合钙钛矿太阳能电池效率和稳定性的方法。

研究成果

将FPEAI引入铅锡钙钛矿薄膜后，会形成具有垂直排列晶体的混合二维/三维异质结构，从而增强电荷提取能力并抑制相分离。这使得太阳能电池具有高效率（17.51%）和更优的稳定性，证明了二维/三维异质结构在推动钙钛矿太阳能电池技术发展方面的潜力。

研究不足

该研究聚焦于特定的Pb-Sn钙钛矿组分及特定有机阳离子(FPEAI)以诱导二维/三维异质结构形成。但该方法对其他钙钛矿组分或有机阳离子的可扩展性与普适性尚未探究。

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