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全无机钙钛矿CsPbI3具有优异的热稳定性和光电学性质，且因其和合适的光学带隙在钙钛矿-晶硅叠层器件中巨大应用潜力，进而成为钙钛矿光伏领域最有发展潜力的材料之一。然而，在低温和潮湿环境中，钙钛矿相（黑相）CsPbI3（1.73 eV）易于向非钙钛矿（黄相）转变，致使器件性能严重退化。提升CsPbI3钙钛矿太阳电池（PSC）在高湿度环境下的长期稳定性能，成为亟待解决的难题之一。
近期，西安电子科技大学郝跃院士团队张春福教授、朱卫东副教授等人提出利用选择定位生长2D钙钛矿的方法，同时实现缺陷钝化和耐湿性提升，进而获得高质量、稳定的CsPbI3薄膜。作者们发现在CsPbI3中间相薄膜表面旋涂MACl/IPA溶液，可在其晶界处选择性地生成δ-相CsPbI3。而后续的PEACl处理可进一步将δ-相CsPbI3原位转化为2D钙钛矿 PEA2PbI4。
同时，经过上述处理的CsPbI3薄膜的近表面薄膜层均匀分布着Cl-离子，其不仅钝化了碘空位(IV)、改善了能带排列结构，而且促进了载流子提取和传输，致使CsPbI3PSC的效率从17.13%显著增加到20.55%，填充因子从73.78%提升至83.05%。同时，制备的高效CsPbI3 PSC展现出优良的长期稳定性，在相对湿度 (RH)为~20%的环境空气中储存500小时后，其可以保留95%的初始效率。
因此，该工作为制备高效稳定的CsPbI3PSCs提供了一种简便的方法，对促进全无机钙钛矿太阳电池的产业化应用具有一定的参考价值。相关工作以“Selectively localized growth of two-dimensional perovskites at grain boundaries for efficient and stable CsPbI3perovskite solar cells”为题发表于国际期刊《Materials Today Physics》，第一作者为博士生柴文明。更多研究细节请参考文末全文链接。
论文相关信息：
Wenming Chai, Weidong Zhu, Zeyang Zhang, He Xi, Dazheng Chen, Jiaduo Zhu, Jincheng Zhang, Chunfu Zhang, Yue Hao. Selectively localized growth of two-dimensional perovskites at grain boundaries for efficient and stable CsPbI3 perovskite solar cells. Materials Today Physics2023, 34, 101088.
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.mtphys.2023.101088
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