澳门大学邢贵川、孙国星与北航张渊《Adv. Mater.》综述：二维钙钛矿表面钝化实现高效率、稳定的钙钛矿太阳能电池

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三维 (3D) 钙钛矿已经显示出在下一代光伏设备中的应用前景，然而，在商业化之前仍有巨大挑战需要解决。例如，表面大量缺陷导致电荷复合严重；组分之间相互作用不足导致材料容易在热、湿、光照条件下降解。二维 (2D) 钙钛矿具有良好稳定性，其有机层可作为阻挡水分或离子侵蚀的保护屏障。受此启发，采用2D钙钛矿进行3D薄膜表面钝化引发了新的研究浪潮，以同时实现更高效率和稳定的太阳能电池。

澳门大学邢贵川、孙国星课题组与北京航空航天大学张渊课题组利用大量文献全面总结了使用2D钙钛矿表面钝化形成2D/3D 异质结太阳能电池的最新进展。综述首先介绍了晶体结构，然后是2D和3D钙钛矿相结合的优势。然后，系统地讨论了 2D/3D 太阳能电池的表面钝化策略、光电性能、增强的稳定性和光伏性能。最后，总结了2D钙钛矿钝化技术目前面临的挑战并展望未来研究前景。2D钙钛矿作为3D钙钛矿薄膜的表面钝化剂，在化学上结合形成异质结构，具有以下优点：(1) 修复表面MA/FA/I空位缺陷，提高薄膜质量。(2) 间隔有机层阻挡离子迁移和水分侵蚀，同时兼备较大的形成能，从而提升材料的稳定性。(3) 由2D/3D钙钛矿堆叠形成的异质结构有效地促进电荷转移/提取，以提高器件的光伏性能。利用2D钙钛矿进行表面钝化形成的2D/3D异质结构，有望同时实现高效率、高稳定性质的太阳能电池。

钙钛矿性质：2D→低效率，高稳定；3D→高效率，不稳定；2D/3D→高效率，高稳定。

图片来源：Adv. Mater.

二维钙钛矿钝化示意图。

图片来源：Adv. Mater.

这一成果近期发表在Advanced Materials上，文章的第一作者是澳门大学博士后研究员武光宝和梁瑞，通讯作者为澳门大学邢贵川教授、孙国星副教授以及北京航空航天大学张渊教授。

论文信息：Surface Passivation Using Two Dimensional Perovskites Towards Efficient and Stable Perovskite Solar CellsGuangbao Wu,Rui Liang,Mingzheng Ge,Guoxing Sun,Yuan Zhang,Guichuan XingAdv. Mater., 202105635, DOI: 10.1002/adma.202105635

原文链接

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202105635

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