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通过使用仲铵阳离子扩展二维/三维钙钛矿家族以实现高效耐热太阳能电池
摘要： 虽然二维/三维层状钙钛矿已成为研究重点（主要致力于提升三维钙钛矿中观察到的长期稳定性），但在非伯胺类阳离子（当前最常用阳离子类型）的应用领域仍存在重大机遇。我们的研究表明：采用小尺寸大体积仲铵阳离子——碘化二丙基铵（DipI）制备的材料与太阳能电池，不仅具有高效和热力学稳定性，还能耐受热应力。时间分辨研究表明，这种大体积阳离子构建的二维/三维层状钙钛矿比基于大体积伯铵阳离子的体系具有更长的载流子寿命，由此我们获得了PCE=12.51%（n=10）、15.78%（n=50）和17.90%（n=90）的效率。测定显示在100°C下经过240分钟后，二维/三维钙钛矿（n=10）中的钙钛矿材料浓度比三维钙钛矿薄膜高出达575%。该材料稳定性同时提升了光伏器件的热稳定性：n=50和n=10样品经热退火后效率仅下降4%，而相同条件下参照的三维样品性能下降超过80%。
关键词： 载流子寿命、二维/三维钙钛矿、太阳能电池、热稳定性、仲铵阳离子
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过二维钙钛矿气相辅助界面优化提升钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性
摘要： 有机-无机钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其功率转换效率（PCE）的快速提升而备受关注。然而，在潮湿和光照条件下钙钛矿材料易分解，要实现兼具高效率与稳定性的器件仍面临巨大挑战。本研究证明，通过三维（3D）钙钛矿与1,4-丁二胺碘化物（BEAI2）蒸汽反应，可获得高效率且稳定的PSCs。BEAI2的引入显著促进了钙钛矿薄膜的结晶，形成大晶粒尺寸（约500纳米）。进一步表征显示，后处理钙钛矿薄膜具有低界面陷阱密度、长载流子寿命（>200纳秒）、长载流子扩散长度（>600纳米）及高载流子迁移率（>1.5 cm2 V?1 S?1）。采用该后处理薄膜的太阳能电池实现了19.58%的PCE且无迟滞现象。此外，后处理器件在环境大气条件下储存可保持超过90%的初始效率，并在85°C和持续光照下展现出更优稳定性——这是因为在3D钙钛矿表面或晶界形成了二维（2D）钙钛矿薄层。本研究为获得高效稳定PSCs提供了有效途径。
关键词： 迁移率、后处理、钙钛矿太阳能电池、二维/三维钙钛矿、载流子扩散长度
更新于2025-09-19 17:13:59
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具有工程化带隙的二维/三维异质结构半透明钙钛矿太阳能电池，在与硅和铜铟镓硒的四端串联结构中实现超过25%的效率
摘要： 具有最佳带隙（Eg）和高功率转换效率（PCE）的宽带隙钙钛矿太阳能电池（PSCs）是实现高性能钙钛矿叠层光伏器件的关键。通过采用二维/三维钙钛矿异质结构钝化技术，对双阳离子宽带隙PSCs进行带隙调控（1.65 eV ≤ Eg ≤ 1.85 eV），使所有研究带隙下的稳态PCE显著提升，且开路电压较参照器件普遍增强约45 mV。基于该策略开发的带隙调控半透明PSCs，在四端钙钛矿/硅基和钙钛矿/铜铟镓硒叠层太阳能电池中分别实现了25.7%和25.0%的稳态PCE。值得注意的是，在较宽钙钛矿带隙范围内均观测到相当的叠层PCE表现。本研究首次通过实验验证了四端叠层结构对两种先进底电池钙钛矿带隙变化的鲁棒性。
关键词： 串联太阳能电池、铜铟镓硒、二维钙钛矿、三维钙钛矿
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过顺序沉积工艺揭示碘化正丁铵对高效稳定二维-三维钙钛矿太阳能电池的客体效应
摘要： 提高混合有机-无机卤化铅钙钛矿材料在光电器件应用中的稳定性迫在眉睫且至关重要。本研究将碘化正丁胺（BAI）作为客体分子引入碘化铅晶体。由于客体效应，在PbI2-BAI薄膜中仅形成少量BA2PbI4二维（2D）钙钛矿（n=1）。大部分BAI晶体有效切割并挤压碘化铅的晶格网络，通过该客体效应实现了二维碘化铅晶体的更好取向。在后续顺序沉积过程中，BAI重新溶解于MAI异丙醇（IPA）溶液导致PbI2形成介孔结构，并在退火后于三维MAPbI3中引入二维钙钛矿（n=2）?；げ恪Ｗ钪?，BAI客体分子的插入同步改善了CH3NH3PbI3的形貌、结晶度和稳定性。因此，具有优化切割行为的CH3NH3PbI3钙钛矿太阳能电池展现出18%的光电转换效率，并显著提升了器件稳定性。
关键词： 离子交换、客体效应、二维-三维钙钛矿、稳定性、晶格压缩、顺序沉积
更新于2025-09-11 14:15:04