Grafiskt abstrakt. Kredit:Nano Letters (2022). DOI:10.1021/acs.nanolett.2c02533
Quasi tvådimensionella perovskite solceller (2D PSC) har fått mycket uppmärksamhet nyligen på grund av deras unika optoelektroniska egenskaper och utmärkta enhetsstabilitet. Bland 2D perovskite har 2D Dion-Jacobson (DJ) perovskite ett närmare mellanskiktsavstånd och förlitar sig inte på van der Waals-interaktion mellan intilliggande spacerkatjoner, vilket kan försvaga dielektrisk inneslutningseffekt samtidigt som dess strukturella stabilitet bibehålls. Således ökar forskningsintresset för 2D DJ PSCs.
På grund av den höga bildningsenergin hos 2D DJ-perovskite behövs dock vanligtvis extra hjälp under kristalliseringsprocessen för att realisera kristallorientering utanför planet (OOP) och ordnade fördelade faser, vilket är väsentligt för att främja bärvågsöverföring och undertrycka icke-plan. strålningsrekombination.
Nyligen har en forskargrupp ledd av prof. Zhou Huiqiong från National Center for Nanoscience and Technology (NCNST) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) utvecklat en strategi för blandade lösningsmedel för att studera lösningsmedelseffekten på filmbildningen och enhetens prestanda hos 2D DJ PSC:er. Studien publicerades online i Nano Letters .
Forskarna utvecklade en blandad lösningsmedelsstrategi för att direkt reglera kristalliseringsprocessen av 2D DJ-perovskit genom att introducera metylaminacetat (MAAc) i prekursor med N,N-dimetylformamid (DMF) och dimetylsulfoxid (DMSO). Genom in situ fotoluminescens (PL) och in situ UV-vis absorptionsspektra visade sig kärnbildningsprocessen för perovskit vara fördröjd under filmbildningen, vilket kan hämma överskottet av homogen kärnbildning i prekursorn och underlätta kontinuerlig kristalltillväxt. På grund av olika kärnbildningshastigheter för olika n-värde faser, realiserar filmerna som framställs av den ternära lösningsmedelsstrategin gradientfasfördelning, vilket är fördelaktigt för bäraröverföring mellan faserna.
Genom att dra nytta av den förbättrade OOP-kristallorienteringen och gradientfasfördelningen är fälltillstånden i 1,5-pentandiammonium (PeDA)-baserade 2D DJ PSC:er mycket grunda (från 0,276–0,510 eV till 0,133–0,367 eV) och den icke-kombinativa energin. förlust undertrycks (från 0,151 eV till 0,126 eV). Som en fördel, en högsta rapporterade öppen kretsspänning (VOC =1,25 V) i 2D DJ PSC:er realiserades. Enheten uppvisade också stor värmetolerans, som bibehåller 80 % av sin initiala effektivitet efter att ha hållits i 85 °C efter 3000 timmar.
Observation på plats av kristallisationsprocessen tillåter människor att på djupet förstå mekanismen för kristallisationsreglering via lösningsmedelseffekt. Denna blandade lösningsmedelsstrategi kan vara till hjälp för arbetet med fokus på perovskitsolceller. + Utforska vidare
