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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
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%。
关键词： 四正辛基溴化铵，Ruddlesden-Popper结构，二维三阳离子钙钛矿，太阳能电池
更新于2025-09-23 15:21:01
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具有高效电荷传输平衡特性的高度取向钙钛矿用于发光二极管
摘要： Ruddlesden-Popper（RP）钙钛矿因其优异的钙钛矿发光二极管（PeLEDs）性能备受关注。然而绝缘有机间隔阳离子会降低载流子迁移率，加剧电荷积累与非辐射复合损耗，显著削弱器件性能。本研究通过将NH3I(CH2)8NH3I（ODA）和INH3(CH2)2O(CH2)2O(CH2)2NH3I（EDBE）大尺寸有机间隔阳离子共混至前驱体溶液，实现了钙钛矿晶体沿垂直衬底方向择优取向生长，并在两电极间形成导电通道。由此获得高效电荷注入与平衡载流子传输，有效促进辐射复合?；旌衔?.5钙钛矿（ODA:EDBE=3:2摩尔比）PeLEDs开启电压低至1.4 V，在2.0 V工作电压下（电流密度6.05 mA cm?2）最大外量子效率提升至5.8%（EL峰值≈766 nm），显著优于纯ODA器件（2.4%）和EDBE器件（1.1%）。该发现为高效PeLEDs的电荷注入与电子-空穴平衡研究提供了新思路。
关键词： 钙钛矿、Ruddlesden-Popper结构、有机间隔层、发光二极管、电荷传输
更新于2025-09-12 10:27:22
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有机金属卤化物Ruddlesden-Popper薄膜中的相间生长与结构缺陷
摘要： 有机金属卤化物Ruddlesden-Popper层状钙钛矿相兼具三维体相杂化钙钛矿优异的光电性能与优异的环境稳定性。然而这类层状钙钛矿的薄膜结构仍缺乏深入理解——其相纯度通常仅通过镜面X射线衍射判定。本研究采用逐级局部表征技术解析了这些Ruddlesden-Popper相的薄膜结构：通过对比旋涂薄膜的掠入射广角X射线散射图谱与单晶结构预期散射信号，发现存在显著的二维面内无序；空间分辨光致发光测量表明薄膜在微米尺度未发生相分离；选区电子衍射显示同一薄膜内存在不同相的共生现象，这与外延生长Ruddlesden-Popper复合氧化物中的先前观测一致。尽管存在通常会损害器件性能的相杂质，但光热偏转光谱拟合显示(C4H9NH3)2(CH3NH3)2Pb3I10的乌尔巴赫能量低至33 meV，(C4H9NH3)2(CH3NH3)3Pb4I13为32 meV，表明其电子特性对相杂质不敏感。
关键词： 相共生、结构缺陷、Ruddlesden-Popper结构、薄膜、有机金属卤化物、钙钛矿
更新于2025-09-09 09:28:46