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國科大李斌組ACS：效率16.09%！2D/3D異質(zhì)結(jié)高效穩(wěn)定碳基無空穴傳輸層PSCs

發(fā)表時(shí)間：2025-01-07 10:53

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主要內(nèi)容：
在鈣鈦礦太陽能電池（PSC）領(lǐng)域，將二維（2D）鈣鈦礦與三維（3D）鈣鈦礦結(jié)構(gòu)相結(jié)合，是優(yōu)化電池性能的重要策略。然而，通過溶液工藝調(diào)控2D/3D鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)與組成一直是個(gè)難題，特別是陽離子交換過程的不易控制，導(dǎo)致2D鈣鈦礦相的定位與厚度難以掌握。針對這一挑戰(zhàn)，中國科學(xué)院大學(xué)李斌教授團(tuán)隊(duì)利用固相熱壓沉積技術(shù)，成功制備出結(jié)構(gòu)明確的2D/3D鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)。研究發(fā)現(xiàn)，在施加的壓力與熱量作用下，3D鈣鈦礦層表面均勻覆蓋了一層2D鈣鈦礦，與相鄰的碳電極形成了良好的能級匹配，從而顯著提高了電荷提取效率并有效抑制了界面復(fù)合。因此，基于該2D/3D異質(zhì)結(jié)的無碳基空穴傳輸層（HTL-free）PSC的光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）高達(dá)16.09%。此外，2D鈣鈦礦層的引入還顯著增強(qiáng)了薄膜的疏水性和長期穩(wěn)定性。綜上所述，本研究提出的簡便且高效的2D/3D鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)制備方法，為降低PSC成本并提升其性能提供了新的可能。

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文獻(xiàn)信息：

Deterministic Fabrication of 2D/3D Heterojunction for Efficient and Stable Carbon-Based Hole-Transport-Layer-Free Perovskite Solar Cells

  • He Liu，

  • Tie Liu，

  • Xiaoyu Ma，

  • Xiaoqi Liu，

  • Yuanjing Wang，

  • Jiawei Zhang，

  • Wenkun Han，

  • Langping Tu，

  • Yulei Chang，

  • Hongfei Li，

  • Bin Li

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsaem.4c02546?articleRef=control


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