缩幼尺寸钙钛矿（RDPs）的能量散布可能通过调度其层宽（n）来调度。比来，包括n=1和2的RDPs的二维/三维（2D/3D）异质布局发作了拥有25%功率转换恶果（PCE）的钙钛矿太阳能电池（PSC）。不幸的是，因为2D/3D界面处的电子滞碍，该门径不行转化为颠倒的PSC。

　　有鉴于此，上海科技大学宁志军和多伦多大学Edward H。 Sargent院士呈报了一种补充2D/3D异质布局中RDP层宽度的门径来管理以上题目。作家挖掘体积较大的有机物酿成2D异质布局的速率较慢，导致RDP更宽；配体安排的眇幼润饰可能诱导的优先成长n≥3的RDPs。基于以上结论，作家拓荒了高效的颠倒PSC（认证的准稳态PCE为23。91%）。未封装的电池正在室温和约50%相对湿度下操作越过1000幼时而不失掉PCE；而且，当经受ISOS-L3加快老化时，封装电池正在500幼时后保存92%的初始PCE。这项商酌办事以“Quantum-size-tuned heterostructures enable efficient and stable inverted perovskite solar cells”为题楬橥正在Nature Photonics上。

　　作家通过运用紫表光电子能谱（UPS）和接收光谱忖度了差别QW宽度的RDP膜的能级瞄准，并将它们与块状3D钙钛举办了对比。作家挖掘价带最大值（VBM）和n（RDP宽度）之间险些没有依赖闭联。相反，量子束缚会进步导带最幼值（CBM），从而导致器件中的电子滞碍。正在块状RDP薄膜中，通过转移溶液中2D配体与3D钙钛矿前体的比例来治疗均匀层厚度。2D后处罚的最优配比是向溶液中的2D配体引入少量二甲基甲酰胺（DMF）（正在异丙醇（IPA）中体积比为1！200）和甲基碘化铵（MAI）（重量比为1！2）。通过这种门径，作家临蓐了含有RDP（n≥3）层的2D笼盖层。

　　作家借帮二维钙钛矿中QW宽度和带隙之间的猛烈依赖性，通过超疾瞬态接收（TA）光谱也许切实识别钙钛矿膜中差别2D物质的散布。作家运用最常见的2D钙钛矿配体：丁基铵（BTA）和PEA取得2D和准2D处罚膜的TA光谱。每个膜均显示RDPs特有的500-700 nm规模内的漂白峰。法式的2D处罚膜显示来自n=1/2 RDPs的漂白信号ETL认证。而准二维处罚的薄膜含有n≥3的 RDP中，PEA处罚发作更多的n≥3 RDP。作家正在每个节点测试了含氟的基于PEA的配体，结果显示这对QW散布有明显影响巧妙！239%认证效率的倒置钙钛矿太阳能电池。

　　最要紧的是作家挖掘运用准2D轮廓战术，3-氟-苯乙基铵（3F-PEA）发作的2D/3D异质结要紧含有n=3 RDP。为了更好地贯通为什么差另表配会意发作差另表RDP散布，作家正在旋涂准2D处罚的同时原位丈量了TA光谱。结果注脚看待一共样品，正在溶液重积后约2。4s，3D钙钛矿接收的删除是光鲜的。看待BTA处罚，3D漂白剂的这种删除与强n=2漂白剂的到来同时举办。看待基于PEA的处罚，直到3D漂白删除后约1。2s才崭露2D信号。有商酌者提出，体积较大的有机物嵌入速率较慢，这导致它们酿成更宽的RDPs。这注脚π-π堆集配体因为较慢的结晶而酿成较宽的RDP，这贬抑了较窄的RDP酿成。为了商酌补充π-π堆集的影响，作家用1-萘基甲基铵处罚样品，但挖掘准2D处罚显着低重了TA光谱中的RDP接收。作家还深切分解了为什么3F-PEA酿成更普及的RDPETL认证。法式PEA同时发作n=2和3，而3F-PEA酿成n=3正在n=2崭露之前一帧（0。3 s）ETL认证今日NatPhotonics：思路，注脚n=3优先由前体复合物酿成。

　　密度泛函表面（DFT）用于打算每种配体的RDP （n=1，2，3和4）的酿成能。先前的报道挖掘n=1RDP的酿成能看待一共配体是最低的。然而，本商酌的实行结果或其他商酌的结果并不援手这一点。假使如斯，斟酌到酿成单层碘化铅（PbI2）比更大的板坯能量繁茂得多，但n=1层不太或许酿成。是以，作家对比了n≥2 RDP的酿成能。通俗，作家除了挖掘酿成能随宽度的补充而补充，还挖掘将差另表配体键合到2D钙钛矿薄片大将差别类型的应变引入编造中，通过钙钛矿的差别变形开释。由3F-PEA中的氟原子惹起的配体的特定取向和分列与PEA或BTA比拟引入了更大的应变，显露为更大的变形，是以须要更大的钙钛矿薄片以统统开释特另表应变。结果，正在3F-PEA的酿成能中挖掘n=3的理思点，这导致TA数据中显示n=3的优先酿成。

　　作家提出治疗2D/3D异质结的n散布，目标是删除钙钛矿/ETL界面处的电子势垒。为了验证这一点，作家运用IPES直接丈量前几纳米薄膜的导带，并运用高斯拟合提取CBM。结果显示，与对拍照比，2D处罚轮廓的CBM值升高。运用准2D处罚，相看待其n=1（和/或2）近似物，PEA和3F-PEA处罚的薄膜的2D/3D CBM偏移量显着低重，但看待BTA（0。41-0。31 eV）则更少。作家开尔文探针力显微镜（KPFM）丈量了薄膜轮廓的潜力，挖掘了近似的趋向。这注脚运用BTA的准2D处罚比PEA或3F-PEA发作更少的n≥3 RDP。

　　为了研究器件的影响，作家运用2D和准2D处罚商酌了BTA-，PEA-和3F-PEA处罚的薄膜中的电荷传输。正在对每种配体举主张式2D处罚后，光致发光量子产率（PLQY）补充，注脚非辐射复合核心的密度低重。准二维处罚略微巩固了这种成就，注脚钝化取得改革。正在瞬态光致发光（TRPL）光谱结果中可能看到近似的趋向，个中2D和准2D处罚的膜拥有更长的寿命。

　　作家运用差另表轮廓处罚（BTA，PEA，2F-PEA，4F-PEA和3F-PEA）创设拥有ITO/NiOx/PSC/PCBM/BCP/Ag布局的器件用于统计认识。结果挖掘补充n≥3 RDP可完毕更高效的电荷提取，3F-PEA优于PEA和BTA处罚的器件。与法式2D处罚器件比拟，准2D处罚的纠正功能要紧来自FF和JSC纠正。通过准二维处罚器件正在美国国度可再生能源实行室（NREL）取得认证。基于C60/BCP的颠倒PSC器件发作了23。91%的准稳态认证PCE（FF=83。46，JSC=24。90mA cm−2和VOC=1。15V）。0。38 V的电压损耗是基于NiOx的PSC（来自表量子恶果的带隙）的最低记载。

　　其它，作家还评估了器件正在加快老化条款下的巩固性。正在~50%相对湿度的照明下跟踪了两个准2D处罚器件的最大功率点（MPP）。正在室温下监测未封装的器件1000幼时（ISOS-L-1I），并正在65℃下监测温度可控阶段的封装器件500幼时（ISOS-L-3）。未封装的室温器件正在MPP追踪1000幼时后（PCE补充4。9%）没有降解，而正在65℃烘烤的器件正在500幼时后失掉其最大PCE的约8%。

　　作家忖度该器件的T80寿命（即降至初始恶果的80%所需的光阴）为1190幼时。500幼时后，加热器件的MPP跟踪暂停，但电池依旧正在65℃的照明下，12幼时后复原MPP跟踪。该器件的PCE复原到初始PCE的99%，这是其本质永恒巩固性的令人激励的目标。作家族意到器件布局没有转移巩固性测试，两个器件的初始恶果23%。

　　作家通过一种简便的身手调控2D/3D钙钛矿异质布局中的QW宽度，以纠正颠倒PSC。而且通过删除2D笼盖层内的束缚以删除3D和2D钙钛矿物质之间的电子势垒来。这完毕了高度巩固和高功能的NiOx基PSCs，并可用于其他金属卤化物为根源的光电器件中完毕杰出的钝化和负固有接触。

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