河南师范大学杨枫：通过准2D锡基钙钛矿表面重构实现高稳定无铅太阳能电池
论论资讯 ｜ 2023-10-27 ｜
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High-Stable Lead-Free Solar Cells Achieved by Surface Reconstruction of Quasi-2D Tin-Based Perovskites
Yang Feng; Zhu Rui; Zhang Zuhong; Su Zhenhuang; Zuo Weiwei; He Bingchen; Aldamasy Mahmoud Hussein; Jia Yu; Li Guixiang; Gao Xingyu; Li Zhe; Saliba Michael; Abate Antonio; Li Meng
Published：2023-10-26
DOI：10.1002/adma.202308655
研究背景
在当今社会中，太阳能电池的使用越来越广泛，但是目前大多数太阳能电池使用的是含铅钛酸盐材料，这种材料对环境有很大的污染和安全隐患。因此，研究人员开始寻找一种更环保、更稳定的太阳能电池材料。锡卤化物钙钛矿是一种有潜力的替代材料，但是由于锡的还原电位比铅低，表面易积累Sn(IV)，这会对器件的性能和稳定性产生负面影响。因此，如何提高锡卤化物钙钛矿的稳定性是目前该领域面临的主要问题。
研究内容
近日，一篇题为“通过准二维锡基钙钛矿表面重构实现高稳定性无铅太阳能电池”的论文在《Advanced materials》上发表。研究人员引入了一种新型多功能分子phDMADBr，用于在锡卤化物钙钛矿薄膜表面形成自组装保护层。phDMADBr和钙钛矿表面之间的强相互作用可以改善电子传输，钝化未配位的Sn(II)，并增强对水和氧气的防护能力。原位GIWAXS分析证实了准二维相的热稳定性得到了提高，因此钙钛矿的整体稳定性也得到了提高。实验中，这种新型太阳能电池在10%相对湿度的N<sub>2</sub>环境下，经过200小时后仍然能保持90%以上的初始效率。这些研究发现提出了一种提高锡基钙钛矿器件操作稳定性的新方法，为推动无铅光电应用提供了策略。
研究意义
该研究通过引入新型多功能分子phDMADBr，成功实现了锡卤化物钙钛矿表面的重构，提高了钙钛矿的稳定性。这项研究为无铅太阳能电池材料的研究提供了新思路，为环保和可持续发展做出了贡献。
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