凭借其良好的光电性质以及低廉的成本,钙钛矿太阳能电池已经成为光伏领域新的宠儿。通过引入大位阻的间隔阳离子形成的准二维钙钛矿由于具有良好的稳定性获得了广泛的关注,促进了钙钛矿太阳能电池的商业化进程。
有效的封装策略可以帮助钙钛矿抵御外界环境的水氧侵蚀,然而,在外应力条件下钙钛矿的本征稳定性仍不能令人满意。亟待解决的本征稳定性问题成为钙钛矿商业化进程中新的掣肘,限制了其进一步的发展。
近日,国家纳米科学中心的周惠琼研究员团队以典型的基于苯乙胺阳离子的准二维钙钛矿为研究对象,通过引入柔性的戊胺阳离子调谐了钙钛矿薄膜的残余应力,在实现效率提升的同时相应器件在外应力条件下的器件稳定性得到明显的增强。
在基于苯乙胺的准二维钙钛矿晶体中,由于间隔阳离子大的位阻效应,钙钛矿晶格在面外方向表现出明显的拉伸应力。在引入适量的柔性戊胺阳离子后,位阻效应被削弱,从而缓释了其面外的拉伸应力,改善了结晶质量以及面外方向的载流子传输性质。
应力缓释的器件不仅表现出光电转化效率的提升,其在相对湿度85%、最大功率点追踪、85℃持续加热以及热循环条件下均表现出优良的稳定性,证明了应力缓释对钙钛矿本征稳定性的有效提升。该工作为钙钛矿基光伏器件的进一步稳定性提升提供了一种新策略。 论文信息 Impact of Strain Relaxation on 2D Ruddlesden–Popper Perovskite Solar Cells Qian Cheng, Boxin Wang, Gaosheng Huang, Yanxun Li, Dr. Xing Li, Dr. Jieyi Chen, Shengli Yue,Kang Li, Dr. Hong Zhang, Prof. Yuan Zhang, Prof. Huiqiong Zhou 文章的第一作者是国家纳米科学中心的博士研究生程倩,通讯作者是国家纳米科学中心周惠琼研究员。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202208264