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通过分子定制二维覆盖层实现高效稳定相纯FAPbI3钙钛矿太阳能电池的稳定化
摘要： 由于具有优异的光电性能，采用甲脒阳离子（FA+）作为A位阳离子的金属卤化物APbI3钙钛矿目前是研究热点。FA+阳离子卓越的化学和热稳定性使α-FAPbI3比甲基铵铅碘化物（MAPbI3）更适合太阳能电池应用。然而其在环境条件下自发转化为黄色非钙钛矿相（δ-FAPbI3）的问题对实际应用构成严峻挑战。本研究报道通过逐步退火形成二维（2D）IBA2FAPb2I7（IBA=异丁基铵）覆盖层来稳定目标α-FAPbI3钙钛矿相。值得注意的是，基于α-FAPbI3/IBA2FAPb2I7的钙钛矿太阳能电池（PSC）实现了接近23%的高光电转换效率（PCE）。此外该器件展现出卓越的工作稳定性，在80°C全模拟太阳光最大功率点跟踪联合热应力测试中，经过500小时仍保持约85%的初始效率。
关键词： FAPbI3，热稳定性，钙钛矿太阳能电池，添加剂工程
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过分子定制二维覆盖层实现高效稳定相纯FAPbI3钙钛矿太阳能电池的稳定化
摘要： 由于具有优异的光电性能，采用甲脒阳离子（FA+）作为A位阳离子的金属卤化物APbI3钙钛矿目前是研究热点。FA+阳离子卓越的化学和热稳定性使α-FAPbI3比甲基铵铅碘化物（MAPbI3）更适合太阳能电池应用。然而其在环境条件下会自发转化为黄色的非钙钛矿相（δ-FAPbI3），这给实际应用带来严峻挑战。本研究报道通过逐步退火形成二维（2D）IBA2FAPb2I7（IBA=异丁基铵超晶格）覆盖层来稳定所需的α-FAPbI3钙钛矿相。值得注意的是，基于α-FAPbI3/IBA2FAPb2I7的钙钛矿太阳能电池（PSC）实现了接近23%的高光电转换效率（PCE）。此外，该电池展现出卓越的工作稳定性，在80°C全模拟太阳光最大功率点跟踪联合热光应力严苛条件下经过500小时测试后，仍保持初始效率的约85%。
关键词： FAPbI3，热稳定性，钙钛矿太阳能电池，添加剂工程
更新于2025-09-23 15:21:01
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空气稳定的高结晶度甲脒碘化铅一维结构用于超灵敏光电探测器
摘要： 基于金属卤化物钙钛矿的尖端光电器件需要具有高结晶度、可控晶体取向及增强环境稳定性的溶液加工结构。甲脒铅碘（α-FAPbI3）具有1.48电子伏特的合适带隙和优异热稳定性，但其钙钛矿型多晶（α相）在常温下热力学不稳定。通过毛细管桥中的受控成核与生长，研究者开发出具有高结晶度和有序晶体取向的稳定α-FAPbI3钙钛矿一维结构阵列。经苯乙基铵离子（PEA+）表面功能化后，FAPbI3线材在50%相对湿度的环境条件下储存28天后仍能保持稳定的α相。增强的光致发光（PL）强度与延长的PL寿命表明这些一维结构中陷阱密度降低且结晶度高，掠入射广角X射线散射（GIWAXS）图谱中增强的衍射强度和纯（001）晶体取向也印证了这一点。基于这些高质量一维结构，研究者制备出平均响应度达5282 A W?1、平均比探测率超过1.45×1014 Jones、且具有15 kHz 3 dB带宽快速响应速度的高灵敏光电探测器。
关键词： 金属卤化物钙钛矿，一维结构，光电探测器，α-FAPbI3
更新于2025-09-23 15:19:57
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钙钛矿太阳能电池前驱体溶液的稳定性研究：混合体系（FAI + PbI2）与合成FAPbI3晶体之比较
摘要： 我们在此报道钙钛矿太阳能电池前驱体溶液的稳定性。将溶液在环境条件下陈化4周，其中通过将FAI和PbI2溶解于DMSO/DMF溶剂（前驱体混合溶液）以及将合成的单晶α-FAPbI3溶解于相同溶剂（单晶溶液）制备了两种不同的前驱体溶液。每周间隔使用新鲜或陈化溶液制备钙钛矿薄膜。光伏参数几乎不受单晶溶液陈化的影响，而前驱体混合溶液的功率转换效率（PCE）随陈化时间逐渐降低，主要由于光电流密度和填充因子的下降。前驱体混合溶液陈化过程中形成的HI使溶液pH从碱性变为酸性，这阻碍了FAPbI3α相的形成；而单晶溶液的碱性条件在陈化过程中保持不变。此外，退火钙钛矿薄膜中δ相的存在对长期稳定性产生不利影响。因此，保持前驱体溶液的pH以避免陈化效应并去除退火薄膜中的δ相对器件稳定性至关重要。
关键词： 前驱体溶液老化，FAPbI3，HI，pH，钙钛矿太阳能电池
更新于2025-09-23 15:19:57
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具有2D-EDAPbI4薄覆盖层的环境稳定的FAPbI3基钙钛矿太阳能电池
摘要： 二维（2D）卤化铅钙钛矿材料正成为钙钛矿太阳能电池（PSCs）中极具前景的吸光材料之一，展现出卓越的稳定性和缺陷钝化能力。遗憾的是，这类稳定2D PSCs的功率转换效率（PCE）仍远落后于3D PSCs。本文报道了一种在甲脒铅碘（FAPbI3）层顶部原位生长乙二胺铅碘（EDAPbI4）层的简易技术。通过合理设计的2D-3D钙钛矿薄膜层状结构，可提升PSCs的PCE。此外，得益于EDAPbI4层的高耐湿性和抑制离子迁移特性，基于2D-3D结构的器件展现出显著增强的长期稳定性——初始PCE值可保持200小时，甚至在500小时后仍维持90%的初始效率。
关键词： 钙钛矿太阳能电池，FAPbI3，稳定性，二维-三维结构，EDAPbI4
更新于2025-09-19 17:13:59
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提高钙钛矿太阳能电池相稳定性的最新进展
摘要： 有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池（PSCs）已展现出高效率和改善的稳定性，显示出商业化的良好前景。然而，在所有挑战中，甲基铵铅碘（MAPbI3）吸光材料的材料与器件不稳定性被视为阻碍其长期运行器件未来发展的严重障碍。与传统MAPbI3相比，甲脒铅碘（FAPbI3）和铯铅碘（CsPbI3）因其优异的热稳定性而受到更多关注。然而，由于它们不理想的容忍因子，这些材料存在相稳定性差的问题，值得深入研究。本观点重点介绍了FAPbI3和无机CsPbI3材料在相稳定方面的最新进展，特别强调了对相不稳定性根源的基本理解。此外，还讨论了制备高效长寿命相应器件的策略。本综述阐明了FAPbI3和无机CsPbI3钙钛矿材料的设计与合成。最后，探讨了FAPbI3和无机CsPbI3钙钛矿材料作为稳定吸光材料的潜力，这将推动相应太阳能电池及其他光电器件在实际应用中的发展。
关键词： FAPbI3、CsPbI3、相稳定性、光电器件、钙钛矿太阳能电池
更新于2025-09-19 17:13:59
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采用α-CsPbI?/FAPbI?双层结构实现15.6%效率与稳定性提升的钙钛矿量子点太阳能电池
摘要： 我们开发了基于堆叠α-CsPbI3和FAPbI3复合吸收层的卤化铅钙钛矿量子点(QD)太阳能电池。带隙较宽(1.75 eV)的α-CsPbI3 QD并不适合单结太阳能电池。研究表明，引入带隙更窄的FAPbI3等QD层可拓宽吸收范围。α-CsPbI3/FAPbI3结构配合热退火工艺能增强FAPbI3层的电耦合，并引发A位阳离子交换形成梯度异质结以实现更高效的电荷提取。该双层结构太阳能电池实现了15.6%的最高光电转换效率及优异的环境稳定性。更引人注目的是，钙钛矿QD通过逐层沉积为光电器件制备多层结构和量子结提供了简便方法——这是溶液法处理的钙钛矿薄膜器件无法实现的。
关键词： 双层结构、钙钛矿量子点、环境稳定性、太阳能电池、电荷提取、α-CsPbI3、FAPbI3
更新于2025-09-16 10:30:52
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通过PbI?溶剂实现α-FAPbI?钙钛矿相的室温部分转化以制备高效太阳能电池
摘要： 由金属卤化物沉积继而转化为混合钙钛矿的两步转化工艺已成功应用于制备高质量MAPbI3典型混合钙钛矿太阳能电池，但其他卤化物钙钛矿（如带隙更低的FAPbI3）的转化更具挑战性，易受FAPbI3六方非钙钛矿多晶型形成的阻碍，需添加铯元素和/或进行长时间热退火。本研究展示了一种无需铯元素的PbI2室温高效转化为α-FAPbI3钙钛矿相的新路径。通过原位掠入射广角X射线散射(GIWAXS)与耗散型石英晶体微天平(QCM-D)技术，对比了PbI2前驱体在不同状态下的转化行为。研究发现α-FAPbI3能自发高效地从P2态（含DMF的有序溶剂化多晶型）室温形成且不产生六方相，经热退火后实现完全转化。由于载流子复合速率降低，所制太阳能电池平均光电转换效率(PCE)从退火PbI2转化的16.0(±0.32)%显著提升至溶剂化PbI2转化的17.23(±0.28)%，最优器件效率超过18%。该研究为基于FA+阳离子的混合钙钛矿薄膜室温相变及加工提供了新设计准则，无需添加Cs+或采用混合卤化物配方。
关键词： FAPbI3，两步转化法，高性能，混合钙钛矿太阳能电池，石英晶体微天平，在位掠入射广角X射线散射
更新于2025-09-16 10:30:52