二维钙钛矿太阳电池研究获进展

近日，大连化物所博士研究生张旭等研究二维Ruddlesden-Popper(RP)型杂化钙钛矿半导体课题，在刘生忠研究员和陕西师范大学教授赵奎指导下，在二维钙钛矿结晶动力学研究领域取得新进展，相关成果发表在《先进材料》上。

该研究利用高能同步辐射技术，通过实时追踪二维钙钛矿前驱体溶液反应形成固态薄膜这一过程中的相转变行为，研究了基底温度和溶剂性质对二维钙钛矿结晶动力学、薄膜相纯度、量子阱排列取向和光伏性能的影响。研究人员发现，二维钙钛矿相纯度和晶体取向的有序性降低，主要是由于前“驱体—溶剂”这一中间态形成时，钙钛矿的成核能垒的增加导致。因此，基底诱导二维钙钛矿的成核生长，是形成高质量钙钛矿薄膜的关键。

科研人员通过基底诱导结晶，抑制前“驱体—溶剂”中间态的形成，促使二维量子阱采取垂直取向，使其在热力学上更加稳定，并且进一步提高了晶体相纯度。由于高质量钙钛矿薄膜可大幅提高太阳电池的光电转化效率，因此该研究对制备高质量低维钙钛矿薄膜以及高性能光电器件提供了理论根据，将有助于推动钙钛矿太阳电池进一步商业化。