Las células solares de perovskita cuasi bidimensionales (PSC 2D) han recibido mucha atención recientemente debido a sus propiedades optoelectrónicas únicas y su excelente estabilidad del dispositivo. Entre la perovskita 2D, la perovskita 2D Dion-Jacobson (DJ) tiene una distancia entre capas más cercana y no depende de la interacción de van der Waals entre cationes espaciadores adyacentes, lo que puede debilitar el efecto de confinamiento dieléctrico mientras mantiene su estabilidad estructural. Por lo tanto, el interés de investigación de los PSC de DJ 2D está aumentando.

Sin embargo, debido a la alta energía de formación de la perovskita 2D DJ, generalmente se necesita asistencia adicional durante el proceso de cristalización para realizar la orientación del cristal fuera del plano (OOP) y las fases distribuidas ordenadamente, lo cual es esencial para promover la transferencia de portadores y suprimir los no cristales. recombinación radiativa.

Recientemente, un grupo de investigación dirigido por el Prof. Zhou Huiqiong del Centro Nacional de Nanociencia y Tecnología (NCNST) de la Academia de Ciencias de China (CAS) desarrolló una estrategia de solventes mixtos para estudiar el efecto del solvente en la formación de películas y el rendimiento del dispositivo de PSC DJ 2D. El estudio fue publicado en línea en Nano Letters .

Los investigadores desarrollaron una estrategia de disolvente mixto para regular directamente el proceso de cristalización de la perovskita DJ 2D mediante la introducción de acetato de metilamina (MAAc) en el precursor con N,N-dimetilformamida (DMF) y dimetilsulfóxido (DMSO). A través de la fotoluminiscencia in situ (PL) y los espectros de absorción UV-vis in situ, se encontró que el proceso de nucleación de la perovskita se retrasó durante la formación de la película, lo que puede inhibir el exceso de nucleación homogénea en el precursor y facilitar el crecimiento continuo de cristales. Debido a las diferentes tasas de nucleación de las diferentes fases de valor n, las películas preparadas por la estrategia de disolvente ternario realizan una distribución de fase en gradiente, lo que es beneficioso para la transferencia de portadores entre fases.

Al beneficiarse de la orientación mejorada del cristal OOP y la distribución de fase de gradiente, los estados de trampa en los PSC DJ 2D basados ​​en 1,5-pentanodiamonio (PeDA) se reducen en gran medida (de 0,276 a 0,510 eV a 0,133 a 0,367 eV) y la energía de recombinación no radiativa se suprime la pérdida (de 0,151 eV a 0,126 eV). Como beneficio, un voltaje de circuito abierto informado más alto (V_OC =1,25 V) en 2D DJ PSC. El dispositivo también exhibió una gran tolerancia al calor, que mantiene el 80% de su eficiencia inicial después de mantenerse a 85 °C después de 3000 h.

La observación in situ del proceso de cristalización permite a las personas comprender profundamente el mecanismo de regulación de la cristalización a través del efecto del solvente. Esta estrategia de mezcla de solventes puede ser útil para el trabajo que se centra en las células solares de perovskita. + Explora más

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