Ruddlesden-Popper（RP）相是二维层状钙钛矿中最常见的一种结构，具有很多重要的应用。引起了人们的极大关注，特别是在开发长期太阳能光伏电池方面。研究人员将其定义为(A‘)2(A)n−1PbnX3n+1（A’=间隔阳离子，A=笼状阳离子，X=卤化物阴离子)。低温自组装薄膜的取向控制是关系到能否控制载流子垂直于衬底的输运的根本问题。
近日，西安交通大学吴朝新教授，美国西北大学Mercouri G. Kanatzidis报道了从分子角度设计的新的化学衍生物，其使用了一种新型的具有共轭主链的间隔基阳离子3-苯基-2-丙烯铵(PPA)，并作为一种低温策略来组装更高效的太阳能电池。
文章要点
1）研究人员首先用X射线衍射法对(PPA)2(FA0.5MA0.5)n−1PbnI3n+1(n=2和3，C2空间群)单晶的晶体结构进行了解析，然后使用混合卤化物(PPA)2(Cs0.05(FA0.88MA0.12)0.95)n-1Pbn(I0.88Br0.12)3n+1类似物来获得更高效的器件。在形成RP相的同时，PPA与无机八面体之间的多重氢键强化了层状结构。
2）对于薄膜，研究人员观察到随着目标层厚度指数从n=2增加到n=4时，随着高n或3d相的增加，逐渐实现了无机层的较低水平择优取向，同时自由电荷载流子流动和垂直于衬底的导电性得到有效改善。
3）结果显示，利用PPA-RP钙钛矿制备的平面p-i-n太阳电池的效率为14.76%，同时在85 °C、85%湿度条件下，封装600 h后仍保持了93.8±0.25%的效率(ISOS-D-3)。
Jun Xi, et al, Alternative Organic Spacers for More Efficient Perovskite Solar Cells Containing Ruddlesden−Popper Phases, J. Am. Chem. Soc, 2020
DOI: 10.1021/jacs.0c09647
https://dx.doi.org/10.1021/jacs.0c09647
