2D Ruddlesden-Popper(2DRP)鈣鈦礦因其優異的環境穩定性、防潮性和光穩定性而成為下一代光伏器件的有效候選者。然而,它們的功率轉換效率(PCE)仍然落后于3D對應物,主要是由于與絕緣大塊有機間隔物陽離子相關的電荷載流子傳輸較差。近日,西北工業大學吳忠彬、Song Lin、西京學院Dong Xue采用了一系列鹵化手性有機間隔物來調節2DRP框架內的電荷輸運,S-α-氟苯乙胺丙烯酸酯(S-α-FPEAAA)、S-α-氯苯乙胺丙烯酸酯(S-α-ClPEAAA)和S-α-溴苯乙胺丙烯酸酯(S-α-BrPEAAA)。
本文要點:
1) 引入鹵素原子有助于有機間隔物與PbI64-八面體框架之間的鹵素相互作用,從而增強結構有序性和電子耦合。其中,基于S-α-BrPEAA的鈣鈦礦表現出優異的薄膜形態、改進的結晶度和3.353μS的優異載流子壽命。
2) 此外,基于S-α-BrPEAAA的倒置鈣鈦礦太陽能電池實現了20.30%的PCE,并表現出優異的長期穩定性,在氮氣氣氛下儲存2000小時后,其初始效率仍保持在95%以上。
Xin Li et.al Halogenated Chiral Organic Spacer Cation Regulation for Efficient and Stable 2D Ruddlesden-Popper Perovskite Solar Cells Adv. Functional Mater. 2025
https://doi.org/10.1002/adfm.202507591