磷烯纳米带 (PNR) 已被广泛预测将表现出一系列最高级的功能特性；然而，由于它们最近才被分离出来，这些特性尚未证明可以在任何应用中转化为改进的性能。考虑到 PNR 预测的高激子结合能、可调带隙和超高空穴迁移率，PNR 显示出对光电子学的特别希望。英国帝国理工学院Thomas J. Macdonald等人验证了太阳能电池和空间电荷限制电流器件中理论上增强的空穴迁移率，证明了PNR在通用光电应用中改善空穴提取的潜力。

本文要点：

1）具体而言，PNR被证明通过增强从多晶甲基碘化铅 (MAPbI₃) 钙钛矿到PTAA的空穴提取来充当有效的电荷选择性界面层。在空穴传输/MAPbI₃界面引入PNR可实现平面p-i-n（倒置）钙钛矿太阳能电池（PSC）的填充因子高于0.83和效率超过21%。这效率是基于单晶MAPbI₃的倒置PSC的最高效率。

2）不含甲基铵的PSC也受益于PNR界面层，验证了对包含混合钙钛矿吸收层的架构的适用性。器件光致发光和瞬态吸收光谱用于证明PNR的存在驱动更有效的载流子提取。

3）空间电荷限制电流空穴器件中PNR的隔离提高了空穴迁移率和电导率，证明了PSC之外的适用性。这项工作提供了初步的实验证据，表明PNR预测的最高级功能特性确实可以转化为改进的光电性能。

Thomas J. Macdonald, et al. Phosphorene Nanoribbon-Augmented Optoelectronics for Enhanced Hole Extraction, Journal of the American Chemical Society, 2021.

DOI: 10.1021/jacs.1c08905.

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.1c08905