Forschungsfortschritte bei der Anwendung von zweidimensionalen Perowskiten in Perowskit-Solarzellen

ZHOU Jinpeng ,  

ZHAO Shikai ,  

MIAO Yanqin ,  

GUO Kunpeng ,  

摘要

In den letzten Jahren sind dreidimensionale (3D) metallische Halogenid-Perowskit-Solarzellen (PSCs) aufgrund ihrer hervorragenden photoelektrischen Umwandlungseffizienz zu einem Forschungsschwerpunkt im Photovoltaikbereich geworden. Allerdings neigen 3D-Perowskitmaterialien unter dem Einfluss von Umweltfaktoren wie Feuchtigkeit, Wärme und Licht zu Phasentrennung, Ionenmigration und Oberflächendefektbildung, was zum Versagen der Grenzflächen-Heteroschnittstelle und zur Leistungsverschlechterung der Geräte führt und die Kommerzialisierung von PSCs erheblich einschränkt. Zweidimensionale (2D) Perowskitmaterialien können nicht nur effektiv Defekte von 3D-Perowskiten passivieren, sondern ihre ausgeprägte Hydrophobie bietet auch einen idealen Schutz für 3D-Perowskite. Daher ist der Aufbau von 2D/3D-Heterostrukturen zu einer effektiven Strategie geworden, um die Effizienz und Stabilität von PSCs gleichzeitig zu erhöhen. Dieser Artikel gibt einen systematischen Überblick über den Stand der Forschung zu 2D-Perowskiten bei der Verbesserung der Leistung von Perowskit-Solarzellen, beginnend mit der Klassifizierung der Kristallstruktur von 2D-Perowskiten und ihren einzigartigen photoelektrischen Eigenschaften; anschließend werden vier Dimensionen hervorgehoben: Kristallisationskinetik und thermodynamische Steuerung, Grenzflächenengineering, Additivengineering und vorlageninduziertes orientiertes Kristallwachstum, wobei die Rolle von 2D-Perowskiten bei der Verbesserung von 3D-PSCs detailliert erläutert wird. Abschließend werden die aktuellen Herausforderungen in diesem Bereich zusammengefasst und zukünftige Entwicklungsperspektiven aufgezeigt.

关键词

Perowskit-Solarzellen; 2D-Perowskit; photoelektrische Umwandlungseffizienz; Stabilität

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