主要內容

共軛有機半導體間隔層在二維（2D）鈣鈦礦中引起關注，FA作為A位陽離子在高性能三維（3D）鈣鈦礦太陽能電池中得到了廣泛應用，但很少在2D Ruddlesden–Popper（RP）鈣鈦礦中研究基于FA的半導體間隔層。

在這篇文章中，南開大學劉永勝等人開發了兩種含有噻吩并[3,2-b]噻吩（TT）和2,2'-雙噻吩（BT）單元基于FA的間隔層，即TTFA和BTFA，用于2D RP PSCs。通過原位光學顯微鏡和原位GIWAXS測量研究了TTFA-Pb和BTFA-Pb從溶膠-凝膠到薄膜的成核和結晶動力學。研究發現，TTFA間隔層可以通過在前驅體溶液中形成更大的團簇來降低成核能壘，并誘導二維鈣鈦礦的晶體垂直取向，從而提高薄膜質量。

得益于晶粒增大、激子結合能降低和電子-聲子耦合系數降低，基于（TTFA）2MAn?1PbnI3n+1（n=5）的光伏器件實現了19.41%的高效率，這是具有FA基間隔層的2D RP PSCs新記錄。這項工作深入了解了2D RP鈣鈦礦薄膜的成核和結晶過程，并突出了FA基半導體間隔層在高效2D PSCs中的巨大潛力。

文獻信息

Nucleation and Crystallization in 2D Ruddlesden-Popper Perovskites using Formamidinium-based Organic Semiconductor Spacers for Efficient Solar Cells