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具有相干二维/三维界面的稳定锡铅基钙钛矿太阳能电池

DOI：10.1016/j.isci.2018.11.003 期刊：iScience 出版年份：2018 更新时间：2025-11-21 11:18:25
摘要： 基于混合锡/铅的低带隙金属卤化物钙钛矿半导体是实现高效叠层钙钛矿太阳能电池的关键组分。然而由于Sn2?的氧化作用，这类混合钙钛矿在空气中稳定性较差。为解决稳定性问题，我们将N-(3-氨基丙基)-2-吡咯烷酮引入CH?NH?Sn?.?Pb?.?I?Cl???薄膜中。该分子上的羰基通过路易斯酸碱配位与Sn2?/Pb2?相互作用，形成垂直取向的二维层状钙钛矿。该二维相与体相钙钛矿晶体无缝衔接，晶格结构在两相间连续延伸?；谡庵侄?三维杂化结构，我们组装了带隙较低的锡基钙钛矿太阳能电池，其光电转换效率超过12%。最佳器件是目前最稳定的锡基有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池之一：在未封装条件下于环境空气中保持初始性能的90%，在氮气手套箱中持续光照超过1个月仍能维持初始性能的70%以上。
作者： Ziming Chen，Meiyue Liu，Zhenchao Li，Tingting Shi，Yongchao Yang，Hin-Lap Yip，Yong Cao
机构： South China University of Technology
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究具有相干二维/三维界面的锡铅基钙钛矿太阳能电池的稳定性和效率。

研究成果

将NAP引入CH3NH3Sn0.5Pb0.5IxCl3-x钙钛矿薄膜中，促进了独特二维/三维混合结构的形成，从而制备出功率转换效率超过12%且具有卓越稳定性的太阳能电池。这标志着稳定锡基钙钛矿太阳能电池研发的重大进展。

研究不足

该研究未能完全阐明NAP减缓Sn2+氧化为Sn4+的机制，表明需要进一步探究NAP在钙钛矿稳定性中的作用。

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