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具有不同厚度的层状Ruddlesden-Popper钙钛矿用于稳定的固态太阳能电池

DOI：10.1134/S1063783420030051 期刊：Physics of the Solid State 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 本研究提出优化Ruddlesden-Popper钙钛矿（通式为(S0.97S'0.03)2[Cs0.05(FA0.097MA0.03)0.95]n-1Pbn(I0.97Br0.03)3n+1）的层厚以实现高效稳定的太阳能电池应用。这种三阳离子准二维结构同时包含两种间隔阳离子：5-氨基戊酸碘化物(S)和四正辛基溴化铵(S')。系统研究表明，该化合物的形貌、晶体结构、光学性能、光伏特性及内阻均与整数n值相关。场发射扫描电镜显示沉积薄膜的形貌随n值变化而异。增大n值可提升光吸收能力、降低带隙能量并使光致发光峰蓝移。制备太阳能电池时采用CuInS2纳米颗粒作为新型空穴传输材料。当n=4时器件获得最高10.2%的功率转换效率。电化学阻抗谱表明该电池性能提升主要源于其低串联电阻(11.68Ω)和长电子寿命(8.05μs)，优于所有对比电池，且展现出82%的最高外量子效率。未封装电池测试显示输出衰减率与n值直接相关，其中n=4电池在环境条件下2500小时后仍保持初始功率的82%。
作者： A. M. Bakhshayesh，H. Abdizadeh，M. Mirhosseini，N. Taghavinia
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

优化Ruddlesden-Popper钙钛矿的层厚以实现高效稳定的太阳能电池应用。

研究成果

研究表明，钙钛矿层的厚度显著影响太阳能电池的性能和稳定性?；趎=4薄膜的器件展现出最高的功率转换效率和稳定性，这归因于其优异的光学特性、低内阻以及长电子寿命。

研究不足

该研究仅限于优化钙钛矿层厚度，未探索钙钛矿结构的其他潜在改性或太阳能电池制备的替代材料?；肪澄榷ㄐ圆馐越鲈谖捶庾捌骷辖?。

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