基于通用3D/2D表面异质结的哌啶衍生物，用于高效反向钙钛矿太阳能电池

《Advanced Materials》：Universal 3D/2D Surface Heterojunction-Based Piperidine Derivatives for Efficient Inverted Perovskite Solar Cells

钙钛矿太阳能电池通过引入氟化哌啶衍生物形成3D/2D异质结构，显著提升效率至26.17%并增强稳定性。

　　

摘要

3D/2D钙钛矿异质结构作为一种有前景的策略，能够同时提高钙钛矿太阳能电池（PSCs）的效率和稳定性。本研究引入了一种氟化的哌啶衍生物——4-三氟甲基哌啶（p-CF₃PiP），作为3D钙钛矿的精确表面重构剂。通过利用─CF₃基团的强疏水性和哌啶环与碘化铅之间的配位作用，该方法促进了高n值（n = 4）2D钙钛矿的生长，从而显著提高了薄膜的稳定性。3D/2D结构显著促进了电子的提取和传输，有效降低了界面处的缺陷态密度，从而抑制了载流子的复合。所得到的倒置钙钛矿太阳能电池（带隙为1.55 eV）实现了26.17%的出色光电转换效率（PCE），以及1.194 V的高开路电压（V_OC）。这一策略具有广泛的应用性：柔性器件的PCE达到了24.26%，而宽带隙（1.68 eV）系统的PCE达到了22.72%。值得注意的是，3D/2D异质结表现出优异的长期稳定性，在25°C下经过1730小时的ISOS-L-1测试后仍保持99%的初始PCE；在85°C下进行423小时的最大功率点（MPP）跟踪后，其PCE仅下降了20%。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。