MDA²⁺-gesteuerte zweidimensionale/dreidimensionale Hybridstruktur zur Erreichung hocheffizienter und stabiler breitbandiger Perowskit-Solarzellen für den Innenbereich
Breitbandige Perowskit-Solarzellen zeigen im Bereich der Indoor-Photovoltaik großes Potenzial, stehen jedoch weiterhin vor Herausforderungen hinsichtlich Leistung und Stabilität. Zweidimensionale/dreidimensionale Hybrid-Perowskite werden als eine der effektiven Strategien zur Verbesserung der Gesamtleistung breitbandiger Perowskit-Geräte betrachtet. In dieser Studie wird eine zweidimensionale/dreidimensionale Hybridstruktur auf Basis des Methylenbdiammonium-Ions (MDA²⁺) eingeführt, die darauf abzielt, die photovoltaischen Eigenschaften breitbandiger Perowskite unter Innenbeleuchtungsbedingungen zu verbessern. Die Untersuchung zeigt, dass MDA²⁺ mit Blei-, Jod- und Bromionen in der Perowskit-Vorläuferlösung interagieren kann, wodurch eine quasi-zweidimensionale Perowskitphase induziert wird und somit ein zweidimensional/dreidimensional hybrides Perowskitsystem aufgebaut wird. Im Vergleich zu herkömmlichen dreidimensionalen Perowskiten optimiert diese Hybridstruktur effektiv den Kristallisationsprozess der Perowskit-Dünnfilmabscheidung, fördert den Ladungsträgertransport und unterdrückt signifikant die nichtstrahlende Rekombination. Basierend auf diesen Vorteilen erreichen die mit MDA²⁺ modifizierten zweidimensional/dreidimensionalen Hybrid-Perowskit-Solarzellen eine synergetische Steigerung der Leerlaufspannung und des Füllfaktors, erzielen eine Innen-Photovoltaik-Effizienz von 43,39 % und zeigen unter kontinuierlichen Betrieb bei maximaler Leistung eine ausgezeichnete Betriebsstabilität. Diese Studie bietet nicht nur neue Ideen für die Entwicklung von Hochleistungs-Innenphotovoltaikgeräten, sondern zeigt auch das breite Potenzial der zweidimensional/dreidimensionalen Hybridstrategie bei der Förderung der praktischen Anwendung von Perowskit-PV-Geräten.