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AM综述: 高效稳定的二维钙钛矿太阳能电池:挑战和机遇

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知光谷 2021-10-23 16:13
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钙钛矿太阳能电池 (PSC) 由于其高功率转换效率 (PCE) 和低成本生产的承诺而迅速成为光伏界最热门的话题之一。在各种PSC中,典型的基于3D钙钛矿的太阳能电池提供高 PCE,但它们具有严重的不稳定性,这限制了它们的实际应用。与3D钙钛矿相比,2D钙钛矿包含更大、更不易挥发且通常更疏水的有机阳离子,其热稳定性、化学稳定性和环境稳定性大大提高。

2D钙钛矿在太阳能电池中可以扮演不同的角色,既可以作为主光吸收剂(2D PSC),也可以作为3D钙钛矿吸收层(2D/3D PSC)顶部的覆盖层。两种类型的 PSC 都存在 PCE 和稳定性之间的权衡——2D PSC 更稳定但效率较低,而2D/3D PSC 提供令人兴奋的效率但稳定性相对较差。

为了解决这种PCE/稳定性权衡,普林斯顿大学Xiaoming Zhao和Yueh-Lin Loo等人概述了2D和2D/3D PSC面临的挑战。重点介绍了社区为克服这些挑战而进行的精选工作。并提出了一些关于如何进一步改进 PSC 的建议,使其性能和稳定性与应用程序要求相称。

最后,突出说明了这一点。虽然二维钙钛矿封盖层可以提高2D/3D钙钛矿太阳能电池的工作稳定性,但这种改进的起源仍然是不清楚。因此,研究人员建议彻底表征以获得全面了解2D/3D钙钛矿界面,以揭示改进稳定性的机制(处理-结构-功能关系)。这将使2D覆盖层的未来合理设计成为可能,用于高效且运行稳定的2D/3D钙钛矿太阳能电池。

Zhao, X., Liu, T., Loo, Y.-L., Advancing 2D Perovskites for Efficient and Stable Solar Cells: Challenges and Opportunities. Adv. Mater. 2021, 2105849.

https://doi.org/10.1002/adma.202105849

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202105849

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