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3D/2D异质结中的能带失配是导致该类钙钛矿太阳能电池发生非辐射复合的重要原因之一。
本文华东师范大学保秦烨等人通过引入一系列具有不同界面偶极的分子中间层，成功调控了3D/2D双层异质结的能带结构，并系统研究了导带底能级偏移对电子提取效率及p-i-n型器件运行稳定性的影响。研究发现，负偶极层可有效消除3D/2D异质结的能带失配，加速电子跨界面传输。此外，优化的能带结构抑制了卤素离子迁移，显著提升了器件的长期稳定性。
最终，实现了超过25%的高效且稳定的转换效率，是目前采用直接沉积2D钙钛矿的3D/2D双层堆叠电池中性能最高的之一。本工作为推动3D/2D异质结钙钛矿电池技术提供了有效的能带管理策略。
文章亮点：
能带精准调控：通过引入不同偶极分子中间层，系统调控3D/2D界面能带对齐，负偶极层S4使导带偏移趋近于零，极大提升电子提取效率。
效率创纪录：优化后的3D/S4/2D异质结器件效率突破25%，为直接旋涂2D钙钛矿的3D/2D双层结构中最高的报道值之一。
稳定性显著增强：能带匹配有效抑制电荷积累与卤素离子迁移，未封装器件在55°C、持续光照1500小时后仍保持93%的初始效率。
Tailoring Heterojunction Energetics for 3D/2D Bilayer Stack Perovskite Solar Cells
Shaobing Xiong, Xiaoxiao Zang, Chaochao Wang, Xuelin Wang, Zaifei Ma, Lixuan Kan, Mengyao Song, Jinxiang Wang, Qu Yang, Zhennan Lin, Di Li, Bin Zhao, Sheng Jiang, Yunzhe Zheng, Yuning Wu, Shuang Yang, Yongbo Yuan, Bo Li, Meifang Zhu, and Qinye Bao
ACS Energy Letters 0, 10
DOI: 10.1021/acsenergylett.5c02219
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsenergylett.5c02219
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