低维金属卤化物凭借优异的结构可调性与环境稳定性，在新型光伏器件领域具备广阔的应用前景，但其光电转换效率仍显著低于三维金属卤化物材料。有序p-n互穿异质结能够有效提升界面电荷提取能力，是高效光伏器件的理想结构构型，但低维体系普遍存在晶粒生长无序、缺陷态密度高、物相不均匀等问题，极大限制了该结构的规模化应用。针对上述结晶与器件性能瓶颈，四川大学彭强、吴义辉等人引入双(羧甲基)三硫代碳酸酯（BMTTC）作为多功能本体添加剂，构建了高效的多位点分子调控策略。对称结构的BMTTC分子可与配位不饱和铅离子形成强路易斯酸碱配位作用，同时与有机阳离子构筑多位点氢键网络，通过双重协同化学作用精准调控前驱体胶体状态，有效抑制薄膜沉积过程中快速、无序的结晶行为，诱导晶粒定向有序生长，实现高效缺陷钝化。
经BMTTC改性的低维金属卤化物薄膜缺陷态密度显著降低，电子带尾态得到有效抑制，薄膜与相邻功能层的能级匹配关系进一步优化。基于纳米压印工艺构筑有序低维金属卤化物/有机p-n互穿异质结器件后，0.09cm²小面积器件的最优光电转换效率可达24.04%，明显优于未改性对照组的22.52%；该改性策略具备良好的工艺可放大性，1cm²大面积器件仍可实现23.02%的优异光电转换效率。在1倍标准太阳光最大功率点追踪测试条件下，未封装改性器件的长期工作稳定性也得到大幅提升。该研究建立了一套简便且高效的分子调控体系，同步优化了低维金属卤化物光伏薄膜的结晶质量、电荷输运特性与器件光伏性能，为高性能、高稳定性低维光伏器件的结构优化与结晶动力学调控提供了可靠的技术方案与理论参考，对下一代光电器件的性能迭代具有重要指导意义。
文献信息
Multi-siteMolecularRegulationEnablesEfficientLow-DimensionalMetalHalide/OrganicNano-InterdigitatedHeterojunctionSolarCells
YuqiYao、TingxuanLiu、QiWang、XiaopengXu、YihuiWu、QiangPeng
https://pubs.acs.org/aamick/article-abstract/doi/10.1021/acsami.6c12697/5439303/Multi-site-Molecular-Regulation-Enables-Efficient?redirectedFrom=fulltext
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