Science：钙钛矿中A位点有机阳离子胺调控改善电池性能

纳米技术

2021-02-05

结构为ABX₃的金属卤化物钙钛矿中的能带结构中，其中主要的轨道为B和X的构建。因此，从结构、组成上对无机B-X结构进行调控能够调控钙钛矿材料的电子性质，同时A位点阳离子仅仅起到稳定晶格的作用，并不能够调控能带的边界。有鉴于此，加州大学洛杉矶分校杨阳、国家可再生能源实验室Matthew C. Beard、托莱多大学鄢炎发等报道了在A位点阳离子引入π共轭效应进而导致电子态扩张，进而影响钙钛矿的前线轨道。

本文要点：

（1）

π共轭结构的含有芘的A位点阳离子对能带的带边、载流子动力学造成影响，通过层之间的距离能够进行调控。其中，乙基氨基芘阳离子改善了空穴载流子传输，提高了电池效率。

（2）

有机胺离子插入到钙钛矿结构中，同时疏水多环结构方向朝外，能够改善太阳能电池器件的稳定性。在开路过程中通过2000 h连续光照，能够保持85 %的初始电池效率，高于未参与这种A位有机阳离子起到作用的参考电池器件。

参考文献

Jingjing Xue et al. Reconfiguring the band-edge states of photovoltaic perovskites by conjugated organic cations, Science 2021, 371(6529), 636-640

DOI: 10.1126/science.abd4860

https://science.sciencemag.org/content/371/6529/636