AM：通过在金属氧化物传输层上优先结晶二维钙钛矿钝化埋入界面

坡肉先生

2021-08-24

钙钛矿太阳能电池的开路电压 (V_oc) 受到钙钛矿/载流子传输层 (CTL) 界面处的非辐射复合的限制。二维钙钛矿后处理提供了一种钝化顶部界面的方法；而研究和钝化钙钛矿薄膜下方的掩埋界面需要新的材料合成策略。

加拿大多伦多大学Edward H. Sargent等人采用含有碘化胍盐的钙钛矿前躯体，可以与基底形成强作用，并自发地在底部 CTL 表面形成钝化层。

本文要点：

1）作为有机间隔阳离子，胍盐具有丰富 NH₂ 基团，其中的氢与金属氧化物衬底表面上的配位不足的氧具有很大的结合亲和力，从而导致在掩埋界面处的 2D 薄层优先结晶。

2）使用稳态和时间分辨光致发光光谱研究了该2D层的钝化效应：2D 界面层抑制埋入钙钛矿/CTL 界面处的非辐射复合，导致表面复合速度降低 72%。这种策略使基于 NiO_x 的 p–i–n 器件的 V_oc 增加 65 mV，并使基于 SnO₂ 的 n–i–p 器件的 V_oc 增加 100 mV。

3）研究人员报道了具有 1.70 eV带隙钙钛矿的器件，其功率转换效率 (PCE)为 20.1% 和 1.55 eV带隙的倒置太阳能电池，功率转换效率 (PCE)为 22.9%，这是目前的该结构的最高效率之一。

Chen, B., Chen, H., Hou, Y., Xu, J., Teale, S., Bertens, K., Chen, H., Proppe, A., Zhou, Q., Yu, D., Xu, K., Vafaie, M., Liu, Y., Dong, Y., Jung, E. H., Zheng, C., Zhu, T., Ning, Z., Sargent, E. H., Passivation of the Buried Interface via Preferential Crystallization of 2D Perovskite on Metal Oxide Transport Layers. Adv. Mater. 2021, 2103394. 

https://doi.org/10.1002/adma.202103394