Forschungsfortschritte in 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 Halid-Perowskit-Solarzellen (PSCs) aufgrund ihrer herausragenden photoelektrischen Umwandlungseffizienz zu einem Forschungsschwerpunkt im Photovoltaikbereich geworden. Allerdings neigen 3D-Perowskitmaterialien unter Einwirkung äußerer Faktoren wie Feuchtigkeit, Hitze und Licht leicht zu Phasentrennung, Ionenmigration und Oberflächenfehlern, was zum Versagen der heterogenen Grenzflächen und zur Leistungsabnahme der Geräte führt und die Kommerzialisierung von PSCs stark einschränkt. Zweidimensionale (2D) Perowskitmaterialien können nicht nur effektiv Defekte in 3D-Perowskiten passivieren, sondern bieten durch ihre hervorragende Hydrophobizität auch einen idealen Schutz für 3D-Perowskite. Daher ist der Aufbau von 2D/3D-Heterostrukturen zu einer wirksamen Strategie geworden, um sowohl die Effizienz als auch die Stabilität von PSCs zu verbessern. Diese Arbeit gibt einen systematischen Überblick über die Fortschritte bei 2D-Perowskiten zur Verbesserung der Leistung von Perowskit-Solarzellen. Zunächst wird die Klassifizierung der Kristallstruktur von 2D-Perowskiten und ihre einzigartigen photoelektrischen Eigenschaften dargestellt; anschließend wird die Rolle von 2D-Perowskiten bei der Verbesserung von 3D-PSCs aus den vier Dimensionen Kristallisationskinetik und Thermodynamik, Grenzflächenengineering, Additivengineering und schablonengeleiteter Kristallwachstum detailliert erläutert. Abschließend werden die aktuellen Herausforderungen auf diesem Gebiet zusammengefasst und zukünftige Entwicklungsperspektiven aufgezeigt.

关键词

Perowskit-Solarzellen;2D-Perowskite;Photoelektrische Umwandlungseffizienz;Stabilität

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