科学新知：2021 Nano Energy 达20.1%高效率与高稳定PSC！2D-3D异质结构如何办到？

　　Nano Energy (IF 17.881)在2021年10月刊登了一个研究，文中提到尽管介观的钙钛矿太阳能电池 (perovskite solar cell, PSC) 拥有高效率，但由于钙钛矿在湿气中的不可逆分解，导致相对稳定性较差。本文提出了一种局部Dion-Jacobson (DJ) 2D-3D异质结构 (localized Dion−Jacobson (DJ) 2D-3D heterostructure, L2D-3DH)。此结构是在3D钙钛矿的局部表面上形成DJ 2D钙钛矿，故不会完全覆盖。由于DJ 2D的部分覆盖，此种结构不会阻碍钙钛矿和空穴传输层之间的电荷转移，同时也有效地提高了水分稳定性。另外发现，晶体取向的控制对于有效的电荷传输并不重要。

　　在透过太阳光模拟器等仪器的实验，研究结果显示，L2D-3DH产生了20.1%的功率转换效率，高于从纯3D钙钛矿或传统2D-3D复合材料获得的功率转换效率。在70%RH高湿度下，1300小时后保持初始效率的86%。作者推论，使用DJ 2D板钝化的3D钙钛矿，可降低陷阱密度，抑制非辐射复合，并增强准费米能级分裂，故能改进PCE。

　　结论是此篇研究透过将DJ 2D结合到3D钙钛矿中，提供了一种简单有效的方法来提高PSC的效率和稳定性。