Opløsningsmiddeleffekt på filmdannelse og enhedsydelse for 2D Dion-Jacobson perovskite solceller

Kvasi todimensionelle perovskit-solceller (2D PSC'er) har fået meget opmærksomhed for nylig på grund af deres unikke optoelektroniske egenskaber og fremragende enhedsstabilitet. Blandt 2D perovskite har 2D Dion-Jacobson (DJ) perovskite en tættere mellemlagsafstand og er ikke afhængig af van der Waals-interaktion mellem tilstødende spacer-kationer, hvilket kan svække dielektrisk indeslutningseffekt og samtidig bevare dens strukturelle stabilitet. Således er forskningsinteressen for 2D DJ PSC'er stigende.

Men på grund af den høje dannelsesenergi af 2D DJ-perovskite er der normalt behov for ekstra assistance under krystalliseringsprocessen for at realisere ud-af-planet (OOP) krystalorientering og ordnet fordelte faser, hvilket er afgørende for at fremme bærebølgeoverførsel og undertrykke ikke-planet. strålingsrekombination.

For nylig har en forskergruppe ledet af prof. Zhou Huiqiong fra National Center for Nanoscience and Technology (NCNST) fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS) udviklet en strategi med blandede opløsningsmidler til at studere opløsningsmidlets effekt på filmdannelsen og enhedens ydeevne af 2D DJ PSC'er. Undersøgelsen blev offentliggjort online i Nano Letters .

Forskerne udviklede en blandet opløsningsmiddelstrategi til direkte regulering af krystallisationsprocessen af ​​2D DJ-perovskit ved at introducere methylaminacetat (MAAc) i precursor med N,N-dimethylformamid (DMF) og dimethylsulfoxid (DMSO). Gennem in situ fotoluminescens (PL) og in situ UV-vis absorptionsspektre viste det sig, at kernedannelsesprocessen for perovskit blev forsinket under filmdannelsen, hvilket kan hæmme den overskydende homogene kernedannelse i precursoren og lette kontinuerlig krystalvækst. På grund af forskellige nukleeringshastigheder af forskellige n-værdi faser realiserer filmene fremstillet af den ternære opløsningsmiddelstrategi gradientfasefordeling, hvilket er gavnligt for bæreroverførsel mellem faser.

Ved at drage fordel af den forbedrede OOP-krystalorientering og gradientfasefordeling er fældetilstandene i 1,5-pentandiammonium (PeDA)-baserede 2D DJ PSC'er meget overfladiske (fra 0,276-0,510 eV til 0,133-0,367 eV) og den ikke-kombinerede energi. tab undertrykkes (fra 0,151 eV til 0,126 eV). Som en fordel, en højeste rapporterede åben kredsløbsspænding (V_OC =1,25 V) i 2D DJ PSC'er blev realiseret. Enheden udviste også stor varmetolerance, som bibeholder 80 % af sin oprindelige effektivitet efter at have været holdt i 85 °C efter 3000 timer.

In-situ observation af krystallisationsprocessen giver folk mulighed for dybt at forstå mekanismen for krystallisationsregulering via opløsningsmiddeleffekt. Denne blandede opløsningsmiddelstrategi kan være nyttig for arbejdet med fokus på perovskit-solceller. + Udforsk yderligere

Fluoroethylaminteknik til effektiv passivering forbedrer effektiviteten af ​​perovskit-solceller