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原位二维钙钛矿的形成及二维/三维结构对钙钛矿太阳能电池性能与稳定性的影响

DOI：10.1002/solr.201900199 期刊：Solar RRL 出版年份：2019 更新时间：2025-11-19 16:56:35
摘要： 混合有机-无机钙钛矿太阳能电池存在长期稳定性不足的问题，这严重制约了这一新兴且有前景的光伏技术的广泛应用。本研究旨在提升基于CH3NH3PbI3的钙钛矿薄膜稳定性并深入理解二维结构的形成机制，在三维钙钛矿薄膜旋涂过程中引入含8、10和12个碳原子的烷基铵氯化物溶液，从而原位形成二维结构。通过X射线衍射和紫外-可见光谱分析改性薄膜，成功确定了部分二维结构的化学式。值得注意的是，只有在使用平面TiO2基底时，由二维+三维钙钛矿网络形成的CH3NH3PbI3薄膜稳定性才得以提升。稳定性增强效果遵循表面活性剂分子顺序：辛铵盐(8C) > 癸铵盐(10C) > 十二烷铵盐(12C)氯 > 标准对照组。与标准器件相比，采用改性钙钛矿薄膜组装的器件寿命提升了17.6%，该提升直接关联于时间相关单光子计数(TCSPC)测量获得的载流子寿命改善。
作者： Matheus S. de Holanda，Rodrigo Szostak，Paulo E. Marchezi，Luís G. T. A. Duarte，José C. Germino，Ana F. Nogueira
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究三维钙钛矿薄膜中二维结构的形成，以提升钙钛矿太阳能电池的稳定性和性能。

研究成果

在三维钙钛矿薄膜中原位形成二维结构可增强其抗湿稳定性，其中辛铵修饰的薄膜表现出最高的稳定性。然而，由于二维/三维界面处电荷复合增加，这会导致器件效率降低。

研究不足

研究发现，稳定性的提升仅在平面TiO2基底上实现，表明该方法对其他类型基底的适用性存在局限。此外，这种改性还导致器件功率转换效率下降。

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