有機-無機雜化鈣鈦礦材料因其理想得帶隙及高光吸收系數(shù)等諸多優(yōu)點引起了廣泛得感謝對創(chuàng)作者的支持。然而，鈣鈦礦多晶薄膜固有得大量缺陷將導(dǎo)致嚴(yán)重得非輻射復(fù)合，進而嚴(yán)重影響器件得性能與穩(wěn)定性，阻礙了鈣鈦礦光電器件得商業(yè)化應(yīng)用。

近日，安徽大學(xué)集成電路先進材料與技術(shù)產(chǎn)教研融合研究院陳志亮團隊基于靜電自組裝機制，合成SnO2 - MXene 復(fù)合量子點（SnO2 QDs-TQDs），并作為雙功能添加劑，有效地鈍化電子傳輸層（ETL）和鈣鈦礦/ ETL界面，改善載流子分離和輸運。在前驅(qū)體溶液中引入TQDs可以進一步調(diào)控鈣鈦礦薄膜得晶體生長和形態(tài)演化，鈍化缺陷和晶界，實現(xiàn)了鈣鈦礦太陽能電池PCE和光照、濕度、熱穩(wěn)定性得顯著提高，證明了靜電自組裝得雙功能復(fù)合量子點適用于晶界、器件界面多功能鈍化，解決了鈣鈦礦電池器件穩(wěn)定性與效率協(xié)同提升得難題。最后，器件結(jié)構(gòu)初步應(yīng)用于鈣鈦礦光電探測器也同樣表現(xiàn)出了良好得性能。相關(guān)論文以題為Dual-functional electrostatic self-assembly nanoparticles enable suppressed defects and improved charge transport in perovskite optoelectronic devices發(fā)表在Chemical Engineering Journal期刊上。

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感謝分享doi.org/10.1016/j.cej.2023.141559

圖1 SnO2QDs和QDs樣品得TEM和HRTEM圖像。

圖2 制備SnO2 QDs-TQDs靜電自組裝材料得機理圖。

圖3 (a) 用于EDS分析得SnO2 QDs-TQDs薄膜SEM圖像。(b)對應(yīng)元素得EDS圖像：(c) Sn， (d) O， (e) C， (f) Ti得元素映射圖像。(g) 靜電自組裝SnO2 QDs-TQDs樣品得TEM圖像。(h) g得HRTEM圖像。

圖4 (a) PSC得器件結(jié)構(gòu)(ETL是原始SnO2 ETL或靜電自組裝SnO2 QDs-TQDs復(fù)合型ETL其中得一種；鈣鈦礦是原始鈣鈦礦或以TQDs為添加劑得鈣鈦礦其中得一種。(b)優(yōu)化裝置截面SEM圖像。FTO表面(c)、覆蓋FTO表面得SnO2 QDs-TQDs (d) 、SnO2ETL(e)、SnO2 QDs-TQDs ETL (f) 上得鈣鈦礦層SEM形貌圖像。

圖5 (a) SnO2和(b) SnO2QDs-TQDs薄膜得潤濕角。SnO2和SnO2 QDs-TQDs ETLs得紫外-可見吸收光譜(c)和透射光譜(d)。(e) SnO2 QDs-TQDs ETL抗反射機理圖。

圖6 (a)穩(wěn)態(tài)PL譜。(b) TRPL光譜。(c)使用SnO2和SnO2 QDs-TQDs ETLs PSCs得EIS Nyquist圖。(d) SCLC分析。

圖7 (a)工作裝置得能帶圖。(b)使用SnO2 ETL（樣品A）、SnO2 QDs-TQDs ETL（樣品b）和鈣鈦礦- TQDs活性層（樣品C）得PSCs得J-V曲線。(c)裝置在室溫大氣中得穩(wěn)定性。(d)裝置得光穩(wěn)定性。

圖8 (a)時變光信號輸入時允許器件得瞬態(tài)輸出電流。(b)允許設(shè)備得響應(yīng)速度。

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