Advanced Science:二维钙钛矿光物理研究进展、争论和挑战

二维(2D)有机-无机杂化Ruddlesden-Popper钙钛矿(RPPs),已经在太阳能电池、光电探测器、发光二极管(LED)和微纳激光器等领域中表现出了巨大的应用前景,相关的研究取得了迅速的发展。然而,对2D-RPPs基础光物理的认识,特别是载流子中特殊光物理的理解还非常有限。因此,基于2D-RPPs的光电子器件的性能仍有巨大的提升空间。

Solar RRL:二维杂化钙钛矿的合成、性能和应用

加利福尼亚大学圣迭戈分校的Wong及合作者,针对二维有机-无机杂化钙钛矿材料目前的研究进展,综述了其材料合成方法、结构表征、光电和铁电性能、缺陷状态、湿稳性以及相关的器件及应用,并介绍了相关的理论计算研究。

Advanced Functional Materials:光热共处理制备效率超过18%的稳定的二维钙钛矿太阳电池

浙江大学高分子科学与工程学系的陈红征课题组首次提出了光热共处理的优化策略,即在已制备完成的光伏器件上同时施加光和热处理,并实现了二维钙钛矿太阳能电池的性能突破。优化后的器件性能高达18%,且具有非常好的空气稳定性。他们对载流子动力学进行了全面研究,揭示了光热共处理的潜在机理在于二者在减少陷阱态并改善电荷传输方面的协同效应。

Solar RRL:利用溶剂相形核调控实现高结晶性、垂直择优取向Dion-Jacobson型准二维钙钛矿

中南大学物理与电子学院袁永波教授课题组报道了一种液面模板诱导准二维钙钛矿垂直取向生长的方法。利于该方法实现晶体垂直优势取向的关键在于控制前驱液中PbI2-DMF溶剂相的沉淀量,进而抑制液相内部匀质成核引起的其它竞争性生长模式。

Solar RRL:利用溶剂相形核调控实现高结晶性、垂直择优取向Dion-Jacobson型准二维钙钛矿

中南大学物理与电子学院袁永波教授课题组报道了一种液面模板诱导准二维钙钛矿垂直取向生长的方法。利于该方法实现晶体垂直优势取向的关键在于控制前驱液中PbI2-DMF溶剂相的沉淀量,进而抑制液相内部匀质成核引起的其它竞争性生长模式。

Advanced Materials:超分子静电锚合提高二维钙钛矿单晶X射线探测器的灵敏度和稳定性

吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室魏浩桐课题组针对这一问题利用溶液生长法制备出大尺寸高质量二维4-对氟苯乙胺碘化铅钙钛矿单晶((F-PEA)2PbI4, 4-fluorophenethylammonium lead iodide)。

Advanced Materials:有机铵盐辅助成膜策略助力高性能甲脒基准二维钙钛矿太阳能电池

南开大学刘永胜课题组发展了一种有机铵盐辅助的甲脒基准二维Ruddlesden–Popper钙钛矿晶体取向与薄膜生长技术,获得了高质量的钙钛矿薄膜,有效降低了钙钛矿薄膜的缺陷态密度,实现了低n值(n<6)准二维钙钛矿太阳能电池超过19%的光伏效率突破,并且钙钛矿薄膜和器件均表现出优异的环境稳定性和热稳定性。

Advanced Energy Materials:基于2-噻吩甲脒的高效二维RP钙钛矿太阳能电池

南开大学化学学院刘永胜课题组开发了新型脒基有机铵盐2-噻吩甲脒氢碘酸盐(ThFAI),同时发展了一种前驱体有机铵盐辅助晶体生长的策略制备了高效二维RP钙钛矿太阳能电池,取得了16.72%的能量转换效率,器件无明显回滞并展示出了较好的稳定性。

Advanced Energy Materials:准二维钙钛矿太阳能电池:界面电子结构与能量损失

华东师范大学物理与电子科学学院、极化材料与器件教育部重点实验室保秦烨教授课题组对维度调控下的Ruddlesden-Popper相钙钛矿太阳能电池界面电子结构开展了系统研究,发现在准二维钙钛矿(n = 3, 5, 40)与电子传输层PCBM界面n-n结之间的电势梯度是减少器件能量损失的关键。

Advanced Energy Materials:准二维钙钛矿太阳能电池:界面电子结构与能量损失

华东师范大学物理与电子科学学院、极化材料与器件教育部重点实验室保秦烨教授课题组对维度调控下的Ruddlesden-Popper相钙钛矿太阳能电池界面电子结构开展了系统研究,发现在准二维钙钛矿(n = 3, 5, 40)与电子传输层PCBM界面n-n结之间的电势梯度是减少器件能量损失的关键。