Регулирование MDA²⁺ двухмерной/трёхмерной гибридной структурой для эффективных и стабильных широкозонных перовскитных солнечных элементов для внутреннего использования
Перерастущие перовскитные солнечные батареи с широкой зоной запрещения демонстрируют огромный потенциал для применения в условиях внутреннего фотогальванического освещения, однако их производительность и стабильность по-прежнему остаются проблемой. Двухмерные/трёхмерные гибридные перовскиты считаются одним из эффективных подходов для улучшения комплексных характеристик перовскитных устройств с широкой зоной запрещения. В данном исследовании введена двухмерная/трёхмерная гибридная структура перовскита на основе иона метилендиаммония (MDA²⁺) с целью улучшения фотогальванических свойств широкозонного перовскита при внутреннем освещении. Было обнаружено, что ион MDA²⁺ взаимодействует с ионами свинца, йода и брома в предшественнике перовскита, индуцируя формирование квазидвумерной перовскитной фазы, что приводит к образованию системы двухмерного/трехмерного гибридного перовскита. По сравнению с традиционным трёхмерным перовскитом эта гибридная структура эффективно оптимизирует процесс кристаллизации перовскитной плёнки, способствует переносу носителей заряда и значительно подавляет безызлучательную рекомбинацию. Благодаря перечисленным преимуществам солнечные элементы с двухмерным/трёхмерным гибридным перовскитом, модифицированным MDA²⁺, достигают совместного повышения напряжения холостого хода и коэффициента заполнения, обеспечивая внутренний фотоконверсионный КПД 43,39% и демонстрируя превосходную рабочую стабильность при длительной работе в режиме максимальной мощности. Это исследование не только предлагает новый подход к разработке высокопроизводительных внутренних фотогальванических устройств, но и демонстрирует широкие перспективы гибридной стратегии двухмерного/трёхмерного материалов для продвижения перовскитных оптоэлектронных устройств к практическому применению.