目前,大多数二维金属卤化物钙钛矿都属于Ruddlesden-Popper类型,并且含有热不稳定的methylammonium (MA)分子,这导致光伏性能较差,稳定性较差。
近日,上海科技大学陈刚副教授报道了一种新型的不含MA的2D Dion-Jacobson相(DJ)钙钛矿结构,其通式为(PDA)(FA)n-1PbnI3n+1,formamidinium(FA)为中心阳离子(A),有机间隔阳离子为丙烷-1,3-二胺(PDA)。
文章要点
1)通过在薄膜制备过程中引入FeCl作为添加剂,有效地消除了非钙钛矿相和PbI2含量,获得了晶粒取向良好的二维钙钛矿薄膜,通过掠入射X射线衍射(GIXRD)技术研究了Cl的作用,揭示了含Cl的中间产物在退火过程中以瞬态形式存在并消失。
2)优化的(PDA)(FA)3Pb4I13薄膜的光伏器件, FA基二维DJ相PSCs表现出显著的功率转换效率(PCE),达到13.8%,是FA基二维钙钛矿太阳能电池的最高PCE。此外,与含有MA的类似物(PDA)(MA)3Pb4I13和其他出色稳定的2D钙钛矿结构相比,(PDA)(FA)3Pb4I13薄膜及其衍生PSC器件都表现出极高的热稳定性和更好的湿度稳定性。
Lei Cheng, et al, Highly thermostable and efficient formamidinium-based low-dimensional perovskite solar cells, Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI: 10.1002/anie.202006970
https://doi.org/10.1002/anie.202006970