Perowskit-Solarzellen erhalten aufgrund ihrer hervorragenden optoelektronischen Eigenschaften große Aufmerksamkeit, jedoch schränkt ihre mangelnde Stabilität die praktische Anwendung weiterhin ein. In diesem Artikel wird eine synergetische Passivierungsstrategie basierend auf einer zweidimensionalen/dreidimensionalen (2D/3D) Heterostruktur vorgeschlagen, wobei durch iodiertes 4-Amino-TEMPO eine 2D-Perowskit-Oberflächenschicht induziert wird, die zusammen mit stabilen Radikalen eine doppelte Hemmung der Korngrenzendefekte und radikalinduzierter Degradation bewirkt. Die Ergebnisse zeigen, dass diese Strategie die Kristallqualität und Oberflächenebenheit der Perowskit-Dünnfilme signifikant verbessert, wobei die Oberflächenrauheit (RMS), gemessen mit AFM, von 9,60 nm auf 6,25 nm reduziert wurde; stationäre und transiente photolumineszente Messungen zeigen eine Verlängerung der Ladungsträgerlebensdauer von 250 ns auf 355 ns und eine deutliche Unterdrückung der nichtstrahlenden Rekombination. Geräte basierend auf der 2D/3D-Heterostruktur weisen einen höheren Rekombinationswiderstand (383,7 Ω) und hervorragende Ladungstransport-Eigenschaften auf, mit einer maximalen Photovoltaik-Effizienz von 21,15%. Gleichzeitig behalten die Geräte nach 20 Tagen in feuchtwarmer Umgebung noch 71,5 % ihrer Anfangseffizienz. Diese Studie bietet neue Designkonzepte und Materialstrategien zur Realisierung effizienter und stabiler Perowskit-Photovoltaikgeräte.

Perowskit-Solarzellen; zweidimensionale Passivierung; Heterostruktur-Architektur; Entfernung freier Radikale; Geräte-Stabilität