Células solares de perovskita quase bidimensionais (PSCs 2D) receberam muita atenção recentemente devido às suas propriedades optoeletrônicas únicas e excelente estabilidade do dispositivo. Entre a perovskita 2D, a perovskita 2D Dion-Jacobson (DJ) tem uma distância entre as camadas mais próxima e não depende da interação de van der Waals entre os cátions espaçadores adjacentes, o que pode enfraquecer o efeito de confinamento dielétrico, mantendo sua estabilidade estrutural. Assim, o interesse de pesquisa de PSCs de DJ 2D está aumentando.
No entanto, devido à alta energia de formação da perovskita DJ 2D, geralmente é necessária assistência extra durante o processo de cristalização para realizar a orientação do cristal fora do plano (OOP) e as fases distribuídas ordenadamente, o que é essencial para promover a transferência de portadores e suprimir não recombinação radiativa.

Recentemente, um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Zhou Huiqiong do Centro Nacional de Nanociência e Tecnologia (NCNST) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) desenvolveu uma estratégia de solvente misto para estudar o efeito do solvente na formação do filme e no desempenho do dispositivo de DJ PSC 2D. O estudo foi publicado online em Nano Letters .

Os pesquisadores desenvolveram uma estratégia de solvente misto para regular diretamente o processo de cristalização da perovskita DJ 2D, introduzindo acetato de metilamina (MAAc) no precursor com N,N-dimetilformamida (DMF) e dimetilsulfóxido (DMSO). Através dos espectros de fotoluminescência in situ (PL) e de absorção in situ UV-vis, verificou-se que o processo de nucleação da perovskita é retardado durante a formação do filme, o que pode inibir o excesso de nucleação homogênea no precursor e facilitar o crescimento contínuo do cristal. Devido às diferentes taxas de nucleação de diferentes fases de valor n, os filmes preparados pela estratégia de solvente ternário realizam distribuição de fase de gradiente, o que é benéfico para a transferência de carreadores entre as fases.

Beneficiando-se da orientação de cristal OOP aprimorada e da distribuição de fase de gradiente, os estados de armadilhas em PSCs de DJ 2D baseados em 1,5-pentanodiamônio (PeDA) são bastante reduzidos (de 0,276 a 0,510 eV a 0,133 a 0,367 eV) e a energia de recombinação não radiativa a perda é suprimida (de 0,151 eV a 0,126 eV). Como benefício, uma tensão de circuito aberto mais alta relatada (V_OC =1,25 V) em PSCs DJ 2D. O dispositivo também apresentou grande tolerância ao calor, que mantém 80% de sua eficiência inicial após ser mantido a 85°C após 3000 h.

A observação in situ do processo de cristalização permite que as pessoas compreendam profundamente o mecanismo de regulação da cristalização através do efeito solvente. Essa estratégia de solvente misto pode ser útil para o trabalho com foco em células solares de perovskita. + Explorar mais

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