稳健可控的 1D/3D 异质结用于高效稳定钙钛矿太阳能电池

操作稳定性仍是有机 - 无机杂化钙钛矿太阳能电池（PSCs）面临的关键挑战。近年来，低维钙钛矿的使用已成为提升器件稳定性的有效途径。研究表明，1D/3D 异质结对器件稳定性具有显著影响，然而间隔阳离子在 1D/3D 异质结调控中的作用仍缺乏深入理解。针对这一科学问题，海南大学王宁、罗强、刘涛等人开展系统性研究，以苯甲脒阳离子（BZ）和三氟甲基苯甲脒阳离子（TFBZ）为间隔阳离子，成功合成两种新型一维钙钛矿单晶：(BZ)₂Pb₁.₅I₄与 (TFBZ) PbI₃。

研究发现，TFBZ 中的三氟甲基（—CF₃）可形成广泛的氢键网络，并赋予分子较高的偶极矩，显著增强其与无机 [PbI₆]⁴⁻骨架之间的相互作用，从而获得结构稳定、取向结晶的一维钙钛矿。该团队通过向三维钙钛矿前驱体中掺入可控剂量的一维 (TFBZ) PbI₃或 (BZ)₂Pb₁.₅I₄，成功构筑出两类不同的 1D/3D 杂化钙钛矿体系。

与 BZ 体系相比，一维 (TFBZ) PbI₃相能够形成晶格匹配、结合牢固的高质量 1D/3D 异质结界面，有效改善薄膜结晶质量、缓解残余应力、降低缺陷密度；同时优化能带排列，实现钙钛矿 / 空穴传输层界面高效空穴抽取。基于 TFBZ 的 1D/3D 钙钛矿薄膜呈现出利于载流子垂直传输的优势晶面取向与连续传输通路。

相应地，基于 TFBZ 的 1D/3D 杂化钙钛矿太阳能电池实现了25.54%的光电转换效率，并表现出优异的工作稳定性与热稳定性，实现效率与稳定性的协同提升。

总之，本研究证实，合理设计一维钙钛矿单晶是构筑稳定、高效 1D/3D 异质结的可行策略，为调控 1D/3D 异质结微观结构、开发高性能高稳定钙钛矿光伏器件提供了清晰思路与设计指导。

文献信息

RobustandTailored1D/3DHeterojunctionforEfficientandStablePerovskiteSolarCells

WendingHao,TaoLiu,XuWang,LuanLi,ZiyuZhang,FengqiSun,QiangLuo,NingWang

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202524311