通过协同氟化和氯化法实现 2D Ruddlesden-Popper 钙钛矿的有序晶体生长，用于高效稳定的 2D/3D 异质结构钙钛矿太阳能电池

基于外延生长理论，高度有序的 2D 钙钛矿对于提高 2D/3D 钙钛矿异质结构的光电性能是必要的。强大的 NH…间隔阳离子和无机框架之间的氢键相互作用可以通过广泛使用的具有单卤素（F 或 Cl）取代的偶极芳香胺间隔阳离子来构建，这对于 2D 钙钛矿的稳定至关重要。然而，协同氟化和氯化对 2D 钙钛矿八面体倾斜的影响相对未得到探索。在此，将卤素取代的间位对苯胺碘化物 （3,4-AnI） 盐，包括 3-F-4-ClAnI、3,4-FAnI、3,4-ClAnI 和 3-Cl-4-FAnI 分别添加到 3D 钙钛矿前驱体溶液中。相比之下，3-F-4-ClAnI 处理的 n = 2 2D Ruddlesden-Popper （RP） 钙钛矿表现出最高有序的晶体结构。我们发现 3-F-4-ClAn 间隔阳离子具有强 NH…I 氢相互作用和铅卤化物与 [PbI 的相互作用+6]4−八面体笼。两者都有利于 2D 钙钛矿的稳定性和 3D 钙钛矿晶体的后续取向生长，从而减少堆栈缺陷并改善载流子传输。因此，具有 3-F-4-ClAnI 处理的 2D/3D Cs 的优化钙钛矿太阳能电池 （PSC）0.05马0.16发0.79铅（I）0.83BR0.17)3与没有 2D 钙钛矿的控制器件 （19.54%） 相比，钙钛矿产生 22.73% 的高功率转换效率 （PCE）。使用 3-F-4-ClAnI 处理的 2D/3D FAPbI 组装的器件的 PCE 高达 24.74%3钙钛矿。实验结果对指导高度定向的 2D/3D 钙钛矿的设计具有一定的指导意义。

服务对象 ： 海南大学
发表时间： 2025 年 5 月 15 日
发表期刊： Chemical Engineering Journal
文章链接： https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.162545