與三維鈣鈦礦相比,準(zhǔn)二維雜化鹵化物鈣鈦礦由于具有更高的穩(wěn)定性和易調(diào)諧性而引起了相當(dāng)大的關(guān)注。因此,可能性的廣泛性受到將大配體結(jié)合到薄膜器件中的難度的限制。鑒于此,2022年8月3日普渡大學(xué)竇樂添團(tuán)隊于AEM刊發(fā)控制準(zhǔn)二維鈣鈦礦太陽能電池的結(jié)晶:結(jié)合大體積共軛配體的研究成果,一個龐大的雙噻吩2T配體專注于開發(fā)一種溶劑系統(tǒng),圍繞創(chuàng)建強(qiáng)垂直排列的(2T)2(MA)6Pb7I22 (n=7) 準(zhǔn)二維鈣鈦礦薄膜。從配位差的溶劑(γ-丁內(nèi)酯)開始,加入少量的二甲亞砜和甲醇,發(fā)現(xiàn)垂直取向和z-均勻性有很大改善。使用掠入射廣角X射線散射分析和先進(jìn)的光學(xué)表征對這些進(jìn)行了仔細(xì)檢查和驗證。這些薄膜被整合到冠軍太陽能電池中,實現(xiàn)了13.3%的功率轉(zhuǎn)換效率,短路電流密度為 18.9 mA cm-2,開路電壓為0.96 V,填充因子為73.8%。此外,準(zhǔn)二維吸收層在濕氣中表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性,數(shù)百小時后保持不變。此外,將2T與該溶劑系統(tǒng)中更常見的配體丁銨和苯乙銨進(jìn)行了比較,以開發(fā)啟發(fā)式方法并更深入地了解如何將大型配體結(jié)合到穩(wěn)定的光伏器件中。
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