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水辅助准2D钙钛矿晶体生长实现电荷传输和光伏性能的提升
发布时间：2020-08-28     作者：HARRY   分享到：
差距于经典的有机会-无机杂化3D钙钛矿，含有疏水性长链有机铵盐（例如丁铵或苯乙铵）的准2D钙钛矿能够**提高材料本身和光电器件的稳定性。但是长链有机铵盐通常具有较强的电绝缘性，使得准2D钙钛矿表现出比3D钙钛矿更大的激子结合能和较差的载流子传输效率，严重制约了其光电转换效率（PCE）。之前的研究表明垂直于基底的晶体取向和不同n值相的梯度分布可以**改善准2D钙钛矿薄膜的电荷传输性能。目前大多数的准2D钙钛矿薄膜是利用热涂膜法实现垂直取向的晶体生长。然而，由于热能驱动的快速结晶使得趋于3D相和趋于2D相之间结晶过程的竞争变得**激烈，难以**控制其薄膜形成过程中不同n值相的分布，这种竞争本质上是源于PbI2分开 与碘甲铵（MAI）和碘丁铵（BAI）之间的结晶反应。

北京航空航天大学化学学院张渊团队针对这一问题，将少量去离子水引入到前驱体溶液中以调控热涂膜法中准2D钙钛矿晶体的生长过程。数据发现，由含水分前轮驱动构成备的(BA)2MA4Pb5I16基電池（n=5）的短路电流密度提高到了19.01 mA/cm2，PCE超过了15%。这主要是因为前驱体溶液中MAI∙H2O水合物手游辅助工具了3D相和2D红黄分工协作的晶胞生张，赚取了晶胞价值取向和相占比会更加有序性的**准2D钙钛矿贴膜，关键在于增强了其他红黄的正自由电荷转出和元器内的正自由电荷读取。的同时，学习人士将水手游辅助工具析出法进每一步应用软件于应用于相混阳铝离子的(BA)2(MA0.8FA0.15Cs0.05)4Pb5I16的准2D钙钛矿器件中，**PCE可达18.04％，并且该器件在60 °C下连续热老化500 h以后，PCE的衰减低于初始效率的15%。本文的研究结果不仅提供了一种调控准2D钙钛矿晶体生长的策略，而且扩展了钙钛矿薄膜制备过程中的湿度窗口，有利于促进高性能准2D钙钛矿器件的商业化制造。相关论文在线发表在Advanced Energy Materials（DOI: 10.1002/aenm.202001832）上。