MDA²⁺-gesteuerte zweidimensionale/dreidimensionale Hybridstruktur zur Erreichung effizienter und stabiler Breitband-Perowskit-Solarzellen für den Innenbereich

Liu Qian ,  

Liang Ruiquan ,  

Zheng Jianzha ,  

Hu Chunhua ,  

Li Yang ,  

Wang Yiwen ,  

Mai Yaohua ,  

摘要

Breitband-Perowskit-Solarzellen zeigen ein enormes Potenzial für den Einsatz in der Innenbeleuchtung, doch ihre Leistung und Stabilität stehen weiterhin vor Herausforderungen. Zweidimensionale/dreidimensionale Hybrid-Perowskite gelten als eine der effektiven Strategien zur Verbesserung der Gesamteigenschaften von Breitband-Perowskit-Geräten. In dieser Studie wird eine zweidimensionale/dreidimensionale Hybrid-Perowskit-Struktur auf Basis des Methylendiammonium-Ions (MDA²⁺) eingeführt, um die photovoltaische Leistung von Breitband-Perowskiten unter Innenbeleuchtungsbedingungen zu verbessern. Es wurde festgestellt, dass MDA²⁺ mit Bleii-, Jod- und Bromionen in der Perowskit-Vorläuferlösung interagiert und die Bildung einer quasi-zweidimensionalen Perowskitphase induziert, wodurch ein zweidimensionales/dreidimensionales Hybrid-Perowskit-System entsteht. Im Vergleich zu herkömmlichen dreidimensionalen Perowskiten optimiert diese Hybridstruktur effektiv den Kristallisationsprozess der Perowskitfolie, fördert den Ladungsträgertransport und unterdrückt deutlich die nicht-strahlende Rekombination. Basierend auf diesen Vorteilen erzielen MDA²⁺-modifizierte zweidimensionale/dreidimensionale Hybrid-Perowskit-Solarzellen eine synergistische Steigerung der Leerlaufspannung und des Füllfaktors, erreichen eine Innenlicht-Photokonversions-Effizienz von 43,39 % und zeigen eine hervorragende Betriebsstabilität unter kontinuierlichen Betriebsbedingungen am Maximum-Leistungspunkt. Diese Studie bietet nicht nur neue Ideen für die Entwicklung hochleistungsfähiger Innenlicht-Photovoltaikgeräte, sondern zeigt auch die breite Perspektive der zweidimensionalen/dreidimensionalen Hybridstrategie zur Förderung von Perowskit-Optoelektronikgeräten für praktische Anwendungen.

关键词

zweidimensional/dreidimensionaler Hybrid-Perowskit; Methylendiammonium-Ion (MDA²⁺); Breitband-Perowskit; Innenlicht-Photovoltaik; Stabilität

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