Perowskit-Solarzellen erhalten aufgrund ihrer hervorragenden photoelektrischen Eigenschaften breite Aufmerksamkeit, jedoch schränkt ihre mangelnde Stabilität die praktische Anwendung weiterhin ein. Diese Arbeit schlägt eine synergetische Passivierungsstrategie basierend auf einer zweidimensionalen/dreidimensionalen (2D/3D) Heterostruktur vor, bei der eine durch Iodo-4-amino-TEMPO induzierte 2D-Perowskit-Oberflächenschicht mit stabilen Radikalen komplexiert wird, um eine doppelte Unterdrückung von Korngrenzendefekten und radikalinduziertem Abbau zu erreichen. Die Ergebnisse zeigen, dass diese Strategie die Kristallqualität und Oberflächenebenheit der Perowskitfilme signifikant verbessert: Die Oberflächenrauheit (RMS) wurde durch AFM-Messungen von 9,60 nm auf 6,25 nm reduziert; die Ergebnisse der stationären und transienten Photolumineszenz zeigen, dass die Ladungsträgerlebensdauer von 250 ns auf 355 ns verlängert wurde, wobei die nicht-strahlende Rekombination deutlich unterdrückt wird. Geräte basierend auf 2D/3D-Heterojunctions zeigen einen höheren Rekombinationswiderstand (383,7 Ω) und hervorragende Ladungstransporteigenschaften und erreichen eine maximale photoelektrische Umwandlungseffizienz von 21,15 %. Gleichzeitig behalten die Geräte nach 20 Tagen in feuchtwarmen Umgebungen noch 71,5 % ihrer ursprünglichen Effizienz. Diese Studie liefert neue Designansätze und Materialstrategien zur Realisierung hocheffizienter und stabiler Perowskit-Photovoltaikgeräte.

Perowskit-Solarzellen; 2D-Passivierung; Heterojunction-Struktur; Entfernung freier Radikale; Geräte-Stabilität