钙钛矿(perovskite,PVK)薄膜的界面缺陷是导致PVK太阳能电池(PSCs)不稳定和光电转换效率低的主要因素。鉴于此,中科院化学所李明珠研究员等在PSCs中使用SnO2-MXene复合电子传输层(ETL)来改善界面接触并钝化SnO2/钙钛矿界面处的缺陷。
本文内容:
(1)通过引入MXene同时改变SnO2的电子特性和钝化过氧化物与SnO2之间的界面。MXene和过氧化物的晶格匹配能够通过抑制过氧化物生长过程中集中应力的产生来诱导过氧化物的垂直排列的晶体生长。此外,MXene的引入不仅减少了SnO2薄膜的表面缺陷,而且还为电子从过氧化物薄膜到SnO2 ETL的传输搭建了桥梁,从而使电子积累被明显抑制。
(2)与基于SnO2的器件相比,基于SnO2-MXene器件的光电转换效率(PCE)提高了15%,其短路电流高达25.07 mA cm-2。此外,即使在环境空气中相对湿度为30-40%的条件下存放500小时后,未封装的器件仍能保持其初始效率的90%左右。在这项工作中,MXene和过氧化物的晶格匹配为在过氧化物相关器件的精确界面工程中使用类似材料提供了参考。
参考文献:
C. Wu, W. Fang, Q. Cheng, J. Wan, R. Wen, Y. Wang, Y. Song, M. Li, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202210970.
DOI: 10.1002/anie.202210970
https://doi.org/10.1002/anie.202210970