光诱导的卤化物偏析限制了宽带隙钙钛矿太阳能电池和串联电池的光伏性能和稳定性。通过溶液后处理实现混合二维/三维异质结构是提高钙钛矿太阳能电池效率和稳定性的典型策略。然而,由于表面重建的成分依赖性敏感性,传统的溶液后处理对于不含甲基铵和富含铯/溴化物的宽带隙 PSC 来说并不是最佳的。
为了解决这个问题,南京大学谭海仁教授开发了一种通用的三维到二维钙钛矿转换方法,以实现宽带隙钙钛矿层(1.78 eV)顶部更宽维度(n≥2)的优先生长。
文章要点
1)该技术涉及通过蒸汽辅助两步工艺沉积清晰的 MAPbI3 薄层,然后将其转化为二维结构。
2)这种二维/三维异质结构能够抑制光致卤化物偏析,减少非辐射界面复合,并促进电荷提取。
3)宽带隙钙钛矿太阳能电池表现出 19.6% 的冠军功率转换效率和 1.32 V 的开路电压。通过与热稳定 FAPb0.5Sn0.5I3 窄带隙钙钛矿集成,全钙钛矿串联太阳能电池表现出在连续 1-sun 光照 855 小时后,PCE 稳定为 28.1%,并保留了 90% 的初始性能。
参考文献
Wen, J., Zhao, Y., Wu, P. et al. Heterojunction formed via 3D-to-2D perovskite conversion for photostable wide-bandgap perovskite solar cells. Nat Commun 14, 7118 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41467-023-43016-5