基于芳香族配体的二维钙钛矿太阳能电池研究进展

高玉平; 王瑞; 刘永胜

doi:10.37188/CJL.20220359

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基于芳香族配体的二维钙钛矿太阳能电池研究进展

特邀报告 | 更新时间：2023-04-12

- 基于芳香族配体的二维钙钛矿太阳能电池研究进展
  增强出版
- Progress of Two-dimensional Perovskite Solar Cells Based on Aromatic Organic Spacers
- 发光学报 2023年44卷第3期页码：449-465
- 作者机构：
  
  南开大学化学学院，高分子化学研究所，天津　300071
- 作者简介：
  
  [ "高玉平（1995-），男，河南信阳人，博士研究生，2021年于中国科学技术大学获得硕士学位，主要从事钙钛矿太阳能电池的研究。E-mail： ypgao@nankai. mail. edu. cn" ]
  [ "刘永胜 (1978-)，男，山西怀仁人，博士，教授，博士生导师，2009年于南开大学获得博士学位，主要从事有机及有机/无机杂化半导体材料和光伏器件的研究。 E-mail: liuys@nankai.edu.cn。" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(21875122)
- DOI：10.37188/CJL.20220359
  中图分类号： TM914.4;O482.31
- 收稿：2022-09-30，
  
  修回：2022-10-19，
  
  纸质出版：2023-03-05
- 稿件说明：
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高玉平,王瑞,刘永胜.基于芳香族配体的二维钙钛矿太阳能电池研究进展[J].发光学报,2023,44(03):449-465.

GAO Yuping,WANG Rui,LIU Yongsheng.Progress of Two-dimensional Perovskite Solar Cells Based on Aromatic Organic Spacers[J].Chinese Journal of Luminescence,2023,44(03):449-465.
高玉平,王瑞,刘永胜.基于芳香族配体的二维钙钛矿太阳能电池研究进展[J].发光学报,2023,44(03):449-465. DOI： 10.37188/CJL.20220359.

GAO Yuping,WANG Rui,LIU Yongsheng.Progress of Two-dimensional Perovskite Solar Cells Based on Aromatic Organic Spacers[J].Chinese Journal of Luminescence,2023,44(03):449-465. DOI： 10.37188/CJL.20220359.

摘要

近年来，钙钛矿太阳能电池（PSCs）的效率得到了快速的发展，目前已经获得25.7%的认证效率，可与硅基太阳能电池相媲美。然而，PSCs的稳定性却远不如硅基太阳能电池，这限制了PSCs的使用。与此同时，二维（2D）或准二维钙钛矿材料受到了越来越多的关注，主要是因为大体积有机配体的引入明显地改善了材料的结构和环境稳定性。在2D PSCs领域，有机配体离子的设计和选择会直接影响材料的光电性能和器件的效率。目前，2D PSCs中所使用的有机配体主要分为脂肪族配体和芳香族配体。芳香族配体由于具有较大的介电常数、改善的电荷传输和可调控的组装结构等优点得到越来越多的关注。本文系统地总结了芳香族配体材料对2D钙钛矿性能的影响及其在2D PSCs领域的应用。

Abstract

Perovskite solar cells（PSCs） have undergone unprecedented rapid development in the past decade. A certified power conversion efficiency （PCE） of 25.7% has been achieved， which is comparable to that of commercialized silicon solar cells. However， the inferior stability under heat and moisture has hindered their commercial application. Two-dimensional （2D） or quasi-2D perovskite materials have attracted considerable interest due to their superior structural and environmental stability in comparison with their 3D counterpart. The organic spacers play a very important role in 2D perovskites and they could directly affect the optoelectronic properties of the materials and the PCE of the devices. The organic spacers for 2D PSCs mainly include aliphatic spacers and aromatic spacers. The aromatic spacers have received more and more attention because of their large dielectric constants， superior charge transport properties and tunable self-assembly structures. In this review， we systematically summarize the effects of aromatic spacers on the structural and optoelectronic properties of 2D perovskite materials， and their applications in 2D PSCs.

关键词

Keywords

references

XING G C ， MATHEWS N ， SUN S Y ， et al . Long-range balanced electron- and hole-transport lengths in organic-inorganic CH 3 NH 3 PbI 3 ［J］. Science ， 2013 ， 342 （ 6156 ）： 344 - 347 . doi: 10.1126/science.1243167 http://dx.doi.org/10.1126/science.1243167

DONG Q F ， FANG Y J ， SHAO Y C ， et al . Electron-hole diffusion lengths > 175 μm in solution-grown CH 3 NH 3 PbI 3 single crystals ［J］. Science ， 2015 ， 347 （ 6225 ）： 967 - 970 . doi: 10.1126/science.aaa5760 http://dx.doi.org/10.1126/science.aaa5760

ARORA N ， DAR M I ， HINDERHOFER A ， et al . Perovskite solar cells with CuSCN hole extraction layers yield stabilized efficiencies greater than 20 ［J］. Science ， 2017 ， 358 （ 6364 ）： 768 - 771 . doi: 10.1126/science.aam5655 http://dx.doi.org/10.1126/science.aam5655

YANG W S ， PARK B W ， JUNG E H ， et al . Iodide management in formamidinium-lead-halide-based perovskite layers for efficient solar cells ［J］. Science ， 2017 ， 356 （ 6345 ）： 1376 - 1379 . doi: 10.1126/science.aan2301 http://dx.doi.org/10.1126/science.aan2301

CAO Y ， WANG N N ， TIAN H ， et al . Perovskite light-emitting diodes based on spontaneously formed submicrometre-scale structures ［J］. Nature ， 2018 ， 562 （ 7726 ）： 249 - 253 . doi: 10.1038/s41586-018-0576-2 http://dx.doi.org/10.1038/s41586-018-0576-2

LIN K B ， XING J ， QUAN L N ， et al . Perovskite light-emitting diodes with external quantum efficiency exceeding 20 per⁃cent ［J］. Nature ， 2018 ， 562 （ 7726 ）： 245 - 248 . doi: 10.1038/s41586-018-0575-3 http://dx.doi.org/10.1038/s41586-018-0575-3

叶子青，张灯亮，段兴兴，等 . 基于氟代苯乙胺有机阳离子的准二维钙钛矿发光二极管［J］. 发光学报， 2022 ， 43 （ 8 ）： 1244 - 1255 . doi: 10.37188/CJL.20220194 http://dx.doi.org/10.37188/CJL.20220194

YE Z Q ， ZHANG D L ， DUAN X X ， et al . Quasi-2D perovskite light-emitting diodes with fluorophenethylammonium as organic cations ［J］. Chin. J. Lumin. ， 2022 ， 43 （ 8 ）： 1244 - 1255 . （in Chinese） . doi: 10.37188/CJL.20220194 http://dx.doi.org/10.37188/CJL.20220194

SENANAYAK S P ， YANG B Y ， THOMAS T H ， et al . Understanding charge transport in lead iodide perovskite thin-film field-effect transistors ［J］. Sci. Adv. ， 2017 ， 3 （ 1 ）： e1601935 - 1 - 10 . doi: 10.1126/sciadv.1601935 http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.1601935

王兰，董渊，高嵩，等 . 钙钛矿材料在激光领域的研究进展［J］. 中国光学， 2019 ， 12 （ 5 ）： 993 - 1014 . doi: 10.3788/co.20191205.0993 http://dx.doi.org/10.3788/co.20191205.0993

WANG L ， DONG Y ， GAO S ， et al . Research progress of perovskite materials in the field of lasers ［J］. Chin. Opt. ， 2019 ， 12 （ 5 ）： 993 - 1014 . （in Chinese） . doi: 10.3788/co.20191205.0993 http://dx.doi.org/10.3788/co.20191205.0993

WEI H T ， FANG Y J ， MULLIGAN P ， et al . Sensitive X-ray detectors made of methylammonium lead tribromide perovskite single crystals ［J］. Nat. Photonics ， 2016 ， 10 （ 5 ）： 333 - 339 . doi: 10.1038/nphoton.2016.41 http://dx.doi.org/10.1038/nphoton.2016.41

FANG Y J ， DONG Q F ， SHAO Y C ， et al . Highly narrowband perovskite single-crystal photodetectors enabled by surface-charge recombination ［J］. Nat. Photonics ， 2015 ， 9 （ 10 ）： 679 - 686 . doi: 10.1038/nphoton.2015.156 http://dx.doi.org/10.1038/nphoton.2015.156

杨洁，皮明雨，张丁可，等 . 低维钙钛矿光电探测器研究进展［J］. 发光学报， 2021 ， 42 （ 6 ）： 755 - 773 . doi: 10.37188/CJL.20210033 http://dx.doi.org/10.37188/CJL.20210033

YANG J ， PI M Y ， ZHANG D K ， et al . Recent progress on low-dimensional perovskite photodetectors ［J］. Chin. J. Lumin. ， 2021 ， 42 （ 6 ）： 755 - 773 . （in Chinese） . doi: 10.37188/CJL.20210033 http://dx.doi.org/10.37188/CJL.20210033

KOJIMA A ， TESHIMA K ， SHIRAI Y ， et al . Organometal halide perovskites as visible-light sensitizers for photovoltaic cells ［J］. J. Am. Chem. Soc. ， 2009 ， 131 （ 17 ）： 6050 - 6051 . doi: 10.1021/ja809598r http://dx.doi.org/10.1021/ja809598r

MIN H ， LEE D Y ， KIM J ， et al . Perovskite solar cells with atomically coherent interlayers on SnO 2 electrodes ［J］. Nature ， 2021 ， 598 （ 7881 ）： 444 - 450 . doi: 10.1038/s41586-021-03964-8 http://dx.doi.org/10.1038/s41586-021-03964-8

TAN S ， HUANG T Y ， YAVUZ I ， et al . Stability-limiting heterointerfaces of perovskite photovoltaics ［J］. Nature ， 2022 ， 605 （ 7909 ）： 268 - 273 . doi: 10.1038/s41586-022-04604-5 http://dx.doi.org/10.1038/s41586-022-04604-5

JIANG Q ， ZHAO Y ， ZHANG X W ， et al . Surface passivation of perovskite film for efficient solar cells ［J］. Nat. Photonics ， 2019 ， 13 （ 7 ）： 460 - 466 . doi: 10.1038/s41566-019-0398-2 http://dx.doi.org/10.1038/s41566-019-0398-2

ZHANG F ， PARK S Y ， YAO C L ， et al . Metastable dion-jacobson 2D structure enables efficient and stable perovskite solar cells ［J］. Science ， 2021 ， 375 （ 6576 ）： 71 - 76 . doi: 10.1126/science.abj2637 http://dx.doi.org/10.1126/science.abj2637

SUO J J ， YANG B W ， JEONG J ， et al . Interfacial engineering from material to solvent： a mechanistic understanding on stabilizing α -formamidinium lead triiodide perovskite photovoltaics ［J］. Nano Energy ， 2022 ， 94 ： 106924-1 - 7 . doi: 10.1016/j.nanoen.2022.106924 http://dx.doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.106924

WU G B ， LIANG R ， GE M Z ， et al . Surface passivation using 2D perovskites toward efficient and stable perovskite solar cells ［J］. Adv. Mater. ， 2022 ， 34 （ 8 ）： 2105635 . doi: 10.1002/adma.202105635 http://dx.doi.org/10.1002/adma.202105635

XIONG Z ， CHEN X ， ZHANG B ， et al . Simultaneous interfacial modification and crystallization control by biguanide hydrochloride for stable perovskite solar cells with PCE of 24.4% ［J］. Adv. Mater. ， 2022 ， 34 （ 8 ）： 2106118 . doi: 10.1002/adma.202106118 http://dx.doi.org/10.1002/adma.202106118

ZHENG X P ， CHEN B ， DAI J ， et al . Defect passivation in hybrid perovskite solar cells using quaternary ammonium halide anions and cations ［J］. Nat. Energy ， 2017 ， 2 （ 7 ）： 17102-1-9 . doi: 10.1038/nenergy.2017.102 http://dx.doi.org/10.1038/nenergy.2017.102

WANG R ， XUE J J ， WANG K L ， et al . Constructive molecular configurations for surface-defect passivation of perovskite photovoltaics ［J］. Science ， 2019 ， 366 （ 6472 ）： 1509 - 1513 . doi: 10.1126/science.aay9698 http://dx.doi.org/10.1126/science.aay9698

ZHOU T ， XU Z Y ， WANG R ， et al . Crystal growth regulation of 2D/3D perovskite films for solar cells with both high efficiency and stability ［J］. Adv. Mater. ， 2022 ， 34 （ 17 ）： 2200705-1-10 . doi: 10.1002/adma.202200705 http://dx.doi.org/10.1002/adma.202200705

LUO C ， ZHENG G H J ， GAO F ， et al . Facet orientation tailoring via 2D-seed-induced growth enables highly efficient and stable perovskite solar cells ［J］. Joule ， 2022 ， 6 （ 1 ）： 240 - 257 . doi: 10.1016/j.joule.2021.12.006 http://dx.doi.org/10.1016/j.joule.2021.12.006

SWARNKAR A ， MARSHALL A R ， SANEHIRA E M ， et al . Quantum dot-induced phase stabilization of α-CsPbI 3 perovskite for high-efficiency photovoltaics ［J］. Science ， 2016 ， 354 （ 6308 ）： 92 - 95 . doi: 10.1126/science.aag2700 http://dx.doi.org/10.1126/science.aag2700

XIANG W C ， WANG Z W ， KUBICKI D J ， et al . Europium-doped CsPbI 2 Br for stable and highly efficient inorganic perovskite solar cells ［J］. Joule ， 2019 ， 3 （ 1 ）： 205 - 214 . doi: 10.1016/j.joule.2018.10.008 http://dx.doi.org/10.1016/j.joule.2018.10.008

SHI L ， BUCKNALL M P ， YOUNG T L ， et al . Gas chromatography-mass spectrometry analyses of encapsulated stable perovskite solar cells ［J］. Science ， 2020 ， 368 （ 6497 ）： eab a2412 - 1 - 7 . doi: 10.1126/science.aba2412 http://dx.doi.org/10.1126/science.aba2412

TSAI H ， NIE W Y ， BLANCON J C ， et al . High-efficiency two-dimensional Ruddlesden-Popper perovskite solar cells ［J］. Nature ， 2016 ， 536 （ 7616 ）： 312 - 316 . doi: 10.1038/nature18306 http://dx.doi.org/10.1038/nature18306

REN H ， YU S D ， CHAO L F ， et al . Efficient and stable Ruddlesden-Popper perovskite solar cell with tailored interlayer molecular interaction ［J］. Nat. Photonics ， 2020 ， 14 （ 3 ）： 154 - 163 . doi: 10.1038/s41566-019-0572-6 http://dx.doi.org/10.1038/s41566-019-0572-6

AHMAD S ， FU P ， YU S W ， et al . Dion-jacobson phase 2D layered perovskites for solar cells with ultrahigh stability ［J］. Joule ， 2019 ， 3 （ 3 ）： 794 - 806 . doi: 10.1016/j.joule.2018.11.026 http://dx.doi.org/10.1016/j.joule.2018.11.026

ZHANG Y L ， PARK N G . Quasi-two-dimensional perovskite solar cells with efficiency exceeding 22% ［J］. ACS Energy Lett. ， 2022 ， 7 （ 2 ）： 757 - 765 . doi: 10.1021/acsenergylett.1c02645 http://dx.doi.org/10.1021/acsenergylett.1c02645

STRAUS D B ， KAGAN C R . Electrons， excitons， and phonons in two-dimensional hybrid perovskites： connecting structural， optical， and electronic properties ［J］. J. Phys. Chem. Lett. ， 2018 ， 9 （ 6 ）： 1434 - 1447 . doi: 10.1021/acs.jpclett.8b00201 http://dx.doi.org/10.1021/acs.jpclett.8b00201

GAO Y ， SHI E Z ， DENG S B ， et al . Molecular engineering of organic-inorganic hybrid perovskites quantum wells ［J］. Nat. Chem. ， 2019 ， 11 （ 12 ）： 1151 - 1157 . doi: 10.1038/s41557-019-0354-2 http://dx.doi.org/10.1038/s41557-019-0354-2

PROPPE A H ， QUINTERO-BERMUDEZ R ， TAN H R ， et al . Synthetic control over quantum well width distribution and carrier migration in low-dimensional perovskite photovoltaics ［J］. J. Am. Chem. Soc. ， 2018 ， 140 （ 8 ）： 2890 - 2896 . doi: 10.1021/jacs.7b12551 http://dx.doi.org/10.1021/jacs.7b12551

LIANG J H ， ZHANG Z F ， XUE Q ， et al . A finely regulated quantum well structure in quasi-2D ruddlesden-popper perovskite solar cells with efficiency exceeding 20% ［J］. Energy Environ. Sci. ， 2022 ， 15 （ 1 ）： 296 - 310 . doi: 10.1039/d1ee01695d http://dx.doi.org/10.1039/d1ee01695d

KAMMINGA M E ， FANG H H ， FILIP M R ， et al . Confinement effects in low-dimensional lead iodide perovskite hybrids ［J］. Chem. Mater. ， 2016 ， 28 （ 13 ）： 4554 - 4562 . doi: 10.1021/acs.chemmater.6b00809 http://dx.doi.org/10.1021/acs.chemmater.6b00809

ZHAO R Y ， SABATINI R P ， ZHU T ， et al . Rigid conjugated diamine templates for stable Dion-Jacobson-Type two-dimensional perovskites ［J］. J. Am. Chem. Soc. ， 2021 ， 143 （ 47 ）： 19901 - 19908 . doi: 10.1021/jacs.1c09515 http://dx.doi.org/10.1021/jacs.1c09515

PASSARELLI J V ， FAIRFIELD D J ， SATHER N A ， et al . Enhanced out-of-plane conductivity and photovoltaic performance in n = 1 layered perovskites through organic cation design ［J］. J. Am. Chem. Soc. ， 2018 ， 140 （ 23 ）： 7313 - 7323 . doi: 10.1021/jacs.8b03659 http://dx.doi.org/10.1021/jacs.8b03659

LAO Y N ， YANG S ， YU W J ， et al . Multifunctional π -conjugated additives for halide perovskite ［J］. Adv. Sci. ， 2022 ， 9 （ 17 ）： 2105307-1-22 . doi: 10.1002/advs.202105307 http://dx.doi.org/10.1002/advs.202105307

HU J ， OSWALD I W H ， STUARD S J ， et al . Synthetic control over orientational degeneracy of spacer cations enhances solar cell efficiency in two-dimensional perovskites ［J］. Nat. Commun. ， 2019 ， 10 （ 1 ）： 1276-1-11 . doi: 10.1038/s41467-019-08980-x http://dx.doi.org/10.1038/s41467-019-08980-x

LI X T ， HOFFMAN J M ， KANATZIDIS M G . The 2D halide perovskite rulebook： how the spacer influences everything from the structure to optoelectronic device efficiency ［J］. Chem. Rev. ， 2021 ， 121 （ 4 ）： 2230 - 2291 . doi: 10.1021/acs.chemrev.0c01006 http://dx.doi.org/10.1021/acs.chemrev.0c01006

SAPAROV B ， MITZI D B . Organic-inorganic perovskites： structural versatility for functional materials design ［J］. Chem. Rev. ， 2016 ， 116 （ 7 ）： 4558 - 4596 . doi: 10.1021/acs.chemrev.5b00715 http://dx.doi.org/10.1021/acs.chemrev.5b00715

STOUMPOS C C ， CAO D H ， CLARK D J ， et al . Ruddlesden-Popper hybrid lead iodide perovskite 2D homologous semiconductors ［J］. Chem. Mater. ， 2016 ， 28 （ 8 ）： 2852 - 2867 . doi: 10.1021/acs.chemmater.6b00847 http://dx.doi.org/10.1021/acs.chemmater.6b00847

MAO L L ， KE W J ， PEDESSEAU L ， et al . Hybrid Dion-Jacobson 2D lead iodide perovskites ［J］. J. Am. Chem. Soc. ， 2018 ， 140 （ 10 ）： 3775 - 3783 . doi: 10.1021/jacs.8b00542 http://dx.doi.org/10.1021/jacs.8b00542

GONG J ， HAO M W ， ZHANG Y L ， et al . Layered 2D halide perovskites beyond the Ruddlesden-Popper phase： tailored interlayer chemistries for high-performance solar cells ［J］. Angew. Chem. Int. Ed. ， 2022 ， 61 （ 10 ）： e202112022 - 1 - 13 . doi: 10.1002/anie.202112022 http://dx.doi.org/10.1002/anie.202112022

ZHANG Y L ， WANG P J ， TANG M C ， et al . Dynamical transformation of two-dimensional perovskites with alternating cations in the interlayer space for high-performance photovoltaics ［J］. J. Am. Chem. Soc. ， 2019 ， 141 （ 6 ）： 2684 - 2694 . doi: 10.1021/jacs.8b13104 http://dx.doi.org/10.1021/jacs.8b13104

WU G B ， LI X ， ZHOU J Y ， et al . Fine multi-phase alignments in 2D perovskite solar cells with efficiency over 17% via slow post-annealing ［J］. Adv. Mater. ， 2019 ， 31 （ 42 ）： 1903889-1-11 . doi: 10.1002/adma.201903889 http://dx.doi.org/10.1002/adma.201903889

WEI Y ， CHU H L ， TIAN Y Y ， et al . Reverse-Graded 2D Ruddlesden-Popper perovskites for efficient air-stable solar cells ［J］. Adv. Energy Mater. ， 2019 ， 9 （ 21 ）： 1900612-1-9 . doi: 10.1002/aenm.201900612 http://dx.doi.org/10.1002/aenm.201900612

PARK N G . Perovskite solar cells： an emerging photovoltaic technology ［J］. Mater. Today ， 2015 ， 18 （ 2 ）： 65 - 72 . doi: 10.1016/j.mattod.2014.07.007 http://dx.doi.org/10.1016/j.mattod.2014.07.007

ORTIZ-CERVANTES C ， CARMONA-MONROY P ， SOLIS-IBARRA D . Two-dimensional halide perovskites in solar cells： 2D or not 2D？［J］. ChemSusChem ， 2019 ， 12 （ 8 ）： 1560 - 1575 . doi: 10.1002/cssc.201802992 http://dx.doi.org/10.1002/cssc.201802992

RODRÍGUEZ-ROMERO J ， HAMES B C ， MORA-SERÓ I ， et al . Conjugated organic cations to improve the optoelectronic properties of 2D/3D perovskites ［J］. ACS Energy Lett. ， 2017 ， 2 （ 9 ）： 1969 - 1970 . doi: 10.1021/acsenergylett.7b00654 http://dx.doi.org/10.1021/acsenergylett.7b00654

XI J ， SPANOPOULOS I ， BANG K ， et al . Alternative organic spacers for more efficient perovskite solar cells containing Ruddlesden-Popper phases ［J］. J. Am. Chem. Soc. ， 2020 ， 142 （ 46 ）： 19705 - 19714 . doi: 10.1021/jacs.0c09647 http://dx.doi.org/10.1021/jacs.0c09647

RAN C X ， GAO W Y ， LI J R ， et al . Conjugated organic cations enable efficient self-healing FASnI 3 solar cells ［J］. Joule ， 2019 ， 3 （ 12 ）： 3072 - 3087 . doi: 10.1016/j.joule.2019.08.023 http://dx.doi.org/10.1016/j.joule.2019.08.023

PAN H ， ZHAO X J ， GONG X ， et al . Atomic-scale tailoring of organic cation of layered Ruddlesden-Popper perovskite compounds ［J］. J. Phys. Chem. Lett. ， 2019 ， 10 （ 8 ）： 1813 - 1819 . doi: 10.1021/acs.jpclett.9b00479 http://dx.doi.org/10.1021/acs.jpclett.9b00479

FU W F ， LIU H B ， SHI X L ， et al . Tailoring the functionality of organic spacer cations for efficient and stable quasi-2D perovskite solar cells ［J］. Adv. Funct. Mater. ， 2019 ， 29 （ 25 ）： 1900221-1-8 . doi: 10.1002/adfm.201900221 http://dx.doi.org/10.1002/adfm.201900221

ZHANG F ， KIM D H ， LU H P ， et al . Enhanced charge transport in 2D perovskites via fluorination of organic cation ［J］. J. Am. Chem. Soc. ， 2019 ， 141 （ 14 ）： 5972 - 5979 . doi: 10.1021/jacs.9b00972 http://dx.doi.org/10.1021/jacs.9b00972

SAHAYARAJ S ， RADICCHI E ， ZIÓŁEK M ， et al . Combination of a large cation and coordinating additive improves carrier transport properties in quasi-2D perovskite solar cells ［J］. J. Mater. Chem. A ， 2021 ， 9 （ 14 ）： 9175 - 9190 . doi: 10.1039/d0ta12431a http://dx.doi.org/10.1039/d0ta12431a

SHAO M ， BIE T ， YANG L P ， et al . Over 21% efficiency stable 2D perovskite solar cells ［J］. Adv. Mater. ， 2022 ， 34 （ 1 ）： 2107211-1-10 . doi: 10.1002/adma.202107211 http://dx.doi.org/10.1002/adma.202107211

YANG R ， LI R Z ， CAO Y ， et al . Oriented quasi-2D perovskites for high performance optoelectronic devices ［J］. Adv. Mater. ， 2018 ， 30 （ 51 ）： 180477-1-8 . doi: 10.1002/adma.201804771 http://dx.doi.org/10.1002/adma.201804771

LI Q H ， DONG Y X ， LV G W ， et al . Fluorinated aromatic formamidinium spacers boost efficiency of layered Ruddlesden-Popper perovskite solar cells ［J］. ACS Energy Lett. ， 2021 ， 6 （ 6 ）： 2072 - 2080 . doi: 10.1021/acsenergylett.1c00620 http://dx.doi.org/10.1021/acsenergylett.1c00620

HU J ， OSWALD I W H ， HU H M ， et al . Aryl-perfluoroaryl interaction in two-dimensional organic-inorganic hybrid perovskites boosts stability and photovoltaic efficiency ［J］. ACS Materials Lett. ， 2019 ， 1 （ 1 ）： 171 - 176 . doi: 10.1021/acsmaterialslett.9b00102 http://dx.doi.org/10.1021/acsmaterialslett.9b00102

FANG Z ， HOU X M ， ZHENG Y P ， et al . First-principles optimization of out-of-plane charge transport in Dion-Jacobson CsPbI 3 perovskites with π-conjugated aromatic spacers ［J］. Adv. Funct. Mater. ， 2021 ， 31 （ 28 ）： 2102330-1-8 . doi: 10.1002/adfm.202102330 http://dx.doi.org/10.1002/adfm.202102330

COHEN B E ， LI Y M ， MENG Q B ， et al . Dion-Jacobson two-dimensional perovskite solar cells based on benzene dimethanammonium cation ［J］. Nano Lett. ， 2019 ， 19 （ 4 ）： 2588 - 2597 . doi: 10.1021/acs.nanolett.9b00387 http://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b00387

LI Y ， MILIC J V ， UMMADISINGU A ， et al . Bifunctional organic spacers for formamidinium-based hybrid Dion-Jacobson two-dimensional perovskite solar cells ［J］. Nano Lett. ， 2019 ， 19 （ 1 ）： 150 - 157 . doi: 10.1021/acs.nanolett.8b03552 http://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.8b03552

WANG D ， CHEN S C ， ZHENG Q D . Enhancing the efficiency and stability of two-dimensional Dion-Jacobson perovskite solar cells using a fluorinated diammonium spacer ［J］. J. Mater. Chem. A ， 2021 ， 9 （ 19 ）： 11778 - 11786 . doi: 10.1039/d1ta01447a http://dx.doi.org/10.1039/d1ta01447a

LV G W ， LI L ， LU D ， et al . Multiple-noncovalent-interaction-stabilized layered Dion-Jacobson perovskite for efficient solar cells ［J］. Nano Lett. ， 2021 ， 21 （ 13 ）： 5788 - 5797 . doi: 10.1021/acs.nanolett.1c01505 http://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c01505

YU H Y ， XIE Y L ， ZHANG J ， et al . Thermal and humidity stability of mixed spacer cations 2D perovskite solar cells ［J］. Adv. Sci. ， 2021 ， 8 （ 12 ）： 2004510-1-10 . doi: 10.1002/advs.202004510 http://dx.doi.org/10.1002/advs.202004510

LAI H T ， KAN B ， LIU T T ， et al . Two-dimensional Ruddlesden-Popper perovskite with nanorod-like morphology for solar cells with efficiency exceeding 15% ［J］. J. Am. Chem. Soc. ， 2018 ， 140 （ 37 ）： 11639 - 11646 . doi: 10.1021/jacs.8b04604 http://dx.doi.org/10.1021/jacs.8b04604

LAI H T ， LU D ， XU Z Y ， et al . Organic-salt-assisted crystal growth and orientation of quasi-2D Ruddlesden-Popper perovskites for solar cells with efficiency over 19% ［J］. Adv. Mater. ， 2020 ， 32 （ 33 ）： 2001470-1-10 . doi: 10.1002/adma.202001470 http://dx.doi.org/10.1002/adma.202001470

NI C Y ， HUANG Y H ， ZENG T ， et al . Thiophene cation intercalation to improve band-edge integrity in reduced-dimensional perovskites ［J］. Angew. Chem. Int. Ed. ， 2020 ， 59 （ 33 ）： 13977 - 13983 . doi: 10.1002/anie.202006112 http://dx.doi.org/10.1002/anie.202006112

DONG Y X ， LU D ， XU Z Y ， et al . 2-Thiopheneformamidinium-based 2D Ruddlesden-Popper perovskite solar cells with efficiency of 16.72% and negligible hysteresis ［J］. Adv. Energy Mater. ， 2020 ， 10 （ 28 ）： 2000694-1-9 . doi: 10.1002/aenm.202000694 http://dx.doi.org/10.1002/aenm.202000694

XU Z Y ， LI L ， DONG X Y ， et al . CsPbI 3 -based phase-stable 2D Ruddlesden-Popper perovskites for efficient solar cells ［J］. Nano Lett. ， 2022 ， 22 （ 7 ）： 2874 - 2880 . doi: 10.1021/acs.nanolett.2c00002 http://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c00002

COFFEY A H ， YANG S J ， GÓMEZ M ， et al . Controlling crystallization of quasi-2D perovskite solar cells： incorporating bulky conjugated ligands ［J］. Adv. Energy Mater. ， 2022 ， 2201501 . https：//onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202201501 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202201501 . doi: 10.1002/aenm.202201501 http://dx.doi.org/10.1002/aenm.202201501

YAN Y J ， YU S ， HONARFAR A ， et al . Benefiting from spontaneously generated 2D/3D bulk-heterojunctions in Ruddlesden-Popper perovskite by incorporation of S-bearing spacer cation ［J］. Adv. Sci. ， 2019 ， 6 （ 14 ）： 1900548-1-9 . doi: 10.1002/advs.201900548 http://dx.doi.org/10.1002/advs.201900548

QIN Y ， ZHONG H J ， INTEMANN J J ， et al . Coordination engineering of single-crystal precursor for phase control in Ruddlesden-Popper perovskite solar cells ［J］. Adv. Energy Mater. ， 2020 ， 10 （ 16 ）： 1904050-1-11 . doi: 10.1002/aenm.201904050 http://dx.doi.org/10.1002/aenm.201904050

XU Z Y ， LU D ， DONG X Y ， et al . Highly efficient and stable Dion-Jacobson perovskite solar cells enabled by extended π -conjugation of organic spacer ［J］. Adv. Mater. ， 2021 ， 33 （ 51 ）： 2105083-1-12 . doi: 10.1002/adma.202105083 http://dx.doi.org/10.1002/adma.202105083

LU D ， LV G W ， XU Z Y ， et al . Thiophene-based two-dimensional Dion-Jacobson perovskite solar cells with over 15% efficiency ［J］. J. Am. Chem. Soc. ， 2020 ， 142 （ 25 ）： 11114 - 11122 . doi: 10.1021/jacs.0c03363 http://dx.doi.org/10.1021/jacs.0c03363

LI Y R ， CHENG H L ， ZHAO K ， et al . 4-（Aminoethyl）pyridine as a bifunctional spacer cation for efficient and stable 2D Ruddlesden-Popper perovskite solar cells ［J］. ACS Appl. Mater. Interfaces ， 2019 ， 11 （ 41 ）： 37804 - 37811 . doi: 10.1021/acsami.9b13951 http://dx.doi.org/10.1021/acsami.9b13951

ZHENG Y ， CHEN S C ， MA Y L ， et al . Furfurylammonium as a spacer for efficient 2D Ruddlesden-Popper perovskite solar cells ［J］. Sol. RRL ， 2022 ， 6 （ 8 ）： 2200221-1-7 . doi: 10.1002/solr.202200221 http://dx.doi.org/10.1002/solr.202200221

WANG R ， DONG X Y ， LING Q ， et al . Spacer engineering for 2D Ruddlesden-Popper perovskites with an ultralong carrier lifetime of over 18 μs enable efficient solar cells ［J］. ACS Energy Lett. ， 2022 ， 7 （ 10 ）： 3656 - 3665 . doi: 10.1021/acsenergylett.2c01800 http://dx.doi.org/10.1021/acsenergylett.2c01800

FEBRIANSYAH B ， KOH T M ， LEKINA Y ， et al . Improved photovoltaic efficiency and amplified photocurrent generation in mesoporous n = 1 two-dimensional lead-iodide perovskite solar cells ［J］. Chem. Mater. ， 2019 ， 31 （ 3 ）： 890 - 898 . doi: 10.1021/acs.chemmater.8b04064 http://dx.doi.org/10.1021/acs.chemmater.8b04064

KE W J ， MAO L L ， STOUMPOS C C ， et al . Compositional and solvent engineering in Dion-Jacobson 2D perovskites boosts solar cell efficiency and stability ［J］. Adv. Energy Mater. ， 2019 ， 9 （ 10 ）： 1803384-1-11 . doi: 10.1002/aenm.201803384 http://dx.doi.org/10.1002/aenm.201803384

LI X T ， KE W J ， TRAORÉ B ， et al . Two-dimensional Dion-Jacobson hybrid lead iodide perovskites with aromatic diammonium cations ［J］. J. Am. Chem. Soc. ， 2019 ， 141 （ 32 ）： 12880 - 12890 . doi: 10.1021/jacs.9b06398 http://dx.doi.org/10.1021/jacs.9b06398

XU Z Y ， LU D ， LIU F ， et al . Phase distribution and carrier dynamics in multiple-ring aromatic spacer-based two-dimensional Ruddlesden-Popper perovskite solar cells ［J］. ACS Nano ， 2020 ， 14 （ 4 ）： 4871 - 4881 . doi: 10.1021/acsnano.0c00875 http://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c00875

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