通过钨硫族化物优化钙钛矿活性层实现太阳能电池性能最大化

《Surfaces and Interfaces》：Maximizing Solar Cell Performance by Optimizing the Perovskite Active Layer with Tungsten Dichalcogenides

本综述系统阐述了通过引入二维钨硫族化物（WX2）优化FA0.85MA0.15PbI3钙钛矿活性层（AL）的策略，显著提升钙钛矿太阳能电池（PSCs）的光电转换效率（PCE）至22.86%并增强其热稳定性，为下一代光伏器件开发提供了创新思路。

　　

Highlight

钨硫族化物的合成

通过精确控制的化学还原法合成了钨硫族化物（WX₂, X = S, Se, Te）。典型步骤是将1克高纯度商用WS₂/WSe₂/WTe₂粉末分散在50毫升无水乙醇中，于85°C连续搅拌（800 rpm）5小时。所得混合物经过三次离心循环（8,000 rpm，每次10分钟），并用去离子水彻底清洗直至达到中性pH。

用于PSCs的原始钙钛矿层

图1展示了采用旋涂路线并结合热蒸发电极的器件制造示意图。最终的器件结构为ITO/SnO₂/FA_0.85MA_0.15PbI₃/Spiro-OMeTAD/Au。PSCs的性能受薄膜特性（如形貌和结晶度）支配，这些特性取决于钙钛矿层的制备方案。高效的PSCs拥有致密的微观结构，没有缺陷或空隙。图2a定义了制备的...

结论

在这项研究中，通过化学还原路线制备了二维钨硫族化物（WX₂, 其中X = S, Se, Te）纳米片，并将其整合到PSCs的钙钛矿活性层（AL）中。采用不同负载量的WX₂纳米片，通过低温工艺制备了高性能的PSCs钙钛矿活性层。利用优化浓度的WTe₂与钙钛矿基质结合，PSCs实现了22.86%的高光电转换效率（PCE）。光致发光（PL）、时间分辨光致发光（TRPL）和电化学阻抗谱（EIS）结果表明...