二维钙钛矿材料有望实现解决钙钛矿太阳能电池中的稳定性问题和电压损失问题，但是目前的问题主要在于钙钛矿中不同维度如何影响器件的工作性能。洛桑联邦理工学院Paul J. Dyson，Anders Hagfeldt等合成了氮杂环丁烷阳离子（azetidinium）构成的碘化铅材料AzPbI₃，并负载在三维钙钛矿材料层表面，并显著改善了钙钛矿器件的工作效果。通过这种AzPbI₃二维钙钛矿覆盖方法提供了一种新型钝化机制，在界面上形成表面偶极实现了将电池的效率提高为22.4 %，电池开路电压达到1.18 V，对应于1.55 eV的能带中损失0.37 V。

文章要点：

（1）Kelvin探针测试结果显示，AzPbI₃修饰的电池中功函得以提高，由-237±40 mV提高为-368±20 mV。时间分辨荧光光谱结果显示AzPbI₃层改善了荧光寿命。紫外光电子能谱测试结果显示，功函由4.56 eV提高至5.05 eV。AzPbI₃层没有降低电池的导电性，因为Pb-I-Pb键能够结合钙钛矿和二维钙钛矿层，并且空穴能够有效的在太阳能电池中传输。

量子效率结果显示电池的量子效率得以提升，开路电压得以提高（由1.07 V增加为1.14 V），填充因子由76 %提高为79 %，电池效率由22 %提高至22.39 %。长时间稳定性测试结果显示，~52 ℃中1000 h长时间稳定性测试结果显示钙钛矿电池的稳定性得以提升，修饰AzPbI₃的电池保持了~85 %的初始效率。

参考文献

Fatemeh Ansari, Erfan Shirzadi, Masoud Salavati-Niasari, Thomas LaGrange, Kazuteru Nonomura, Jun-Ho Yum, Kevin Sivula, Shaik Mohammed Zakeeruddin, Mohammad Khaja Nazeeruddin, Michael Grätzel, Paul J. Dyson*, and Anders Hagfeldt*

A passivation mechanism exploiting surface dipoles affords high-performance perovskite solar cells，J. Am. Chem. Soc. 2020

DOI：10.1021/jacs.0c01704

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c01704