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西安交大物理学院刘晓龙特聘研究员等在纯相Q-2D/FA-3D锡基钙钛矿异质结研究方面取得阶段性进展
1 天前
近日，西安交通大学物理学院物质非平衡合成与调控教育部重点实验室杨志懋教授团队的刘晓龙特聘研究员，联合华侨大学、山东大学、中国科学院化学研究所及曲阜师范大学等单位，在纯相准二维（Q-2D）与甲脒基三维（FA-3D）锡基钙钛矿异质结的制备和光电性能研究方面取得阶段性进展。研究团队开发了基于预合成多晶材料的降温生长方法，成功制备了MA-3D、FA-3D及BEA-2D锡基钙钛矿多晶材料与块状单晶，并以此为基础配制出高纯度、高稳定性的前驱体溶液。通过系统研究不同前驱体溶液的组分、稳定性与润湿性差异，发现采用BEAMA3Sn4I13晶体制备的前驱体溶液稳定性最优。在此基础上，团队利用余热辅助旋涂法，制备出具有大晶粒、致密表面、取向一致、高结晶度等优势的纯相MA-Q-2D(n=4)锡基钙钛矿薄膜，该薄膜在氩气手套箱中可保持相纯度至少一个月。进一步构建的多种纯相MA-Q-2D(n=2、3、4)/FA-3D异质结薄膜中，MA-Q-2D(n=2)/FA-3D异质结展现出优异的结晶性，有效抑制了载流子的非辐射复合，相比纯相FA-Q-2D(n=2)/FA-3D及FA-3D钙钛矿，具有更优的载流子性能。基于该异质结制备的纯相MA-Q-2D(n=2)/FA-3D锡基钙钛矿太阳能电池，光电转换效率（PCE）达到14.33%，开路电压为0.80 V，优于FA-Q-2D(n=2)/FA-3D器件的13.16%和0.74 V，且迟滞现象可忽略。在空气环境（相对湿度低于30%）下，封装器件在3000小时内展现出优异的稳定性。该结果被认为是MA基锡基钙钛矿光伏器件领域的重要突破。
