Les cellules solaires à pérovskite quasi bidimensionnelles (PSC 2D) ont récemment fait l'objet de beaucoup d'attention en raison de leurs propriétés optoélectroniques uniques et de l'excellente stabilité de leur dispositif. Parmi la pérovskite 2D, la pérovskite 2D Dion-Jacobson (DJ) a une distance intercouche plus proche et ne repose pas sur l'interaction de van der Waals entre les cations espaceurs adjacents, ce qui peut affaiblir l'effet de confinement diélectrique tout en maintenant sa stabilité structurelle. Ainsi, l'intérêt de la recherche sur les PSC DJ 2D augmente.

Cependant, en raison de l'énergie de formation élevée de la pérovskite DJ 2D, une assistance supplémentaire est généralement nécessaire pendant le processus de cristallisation pour réaliser une orientation cristalline hors du plan (OOP) et des phases distribuées de manière ordonnée, ce qui est essentiel pour favoriser le transfert de porteurs et supprimer les non- recombinaison radiative.

Récemment, un groupe de recherche dirigé par le professeur Zhou Huiqiong du Centre national pour les nanosciences et la technologie (NCNST) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) a développé une stratégie de solvant mixte pour étudier l'effet du solvant sur la formation du film et les performances du dispositif de PSC DJ 2D. L'étude a été publiée en ligne dans Nano Letters .

Les chercheurs ont développé une stratégie de solvant mixte pour réguler directement le processus de cristallisation de la pérovskite DJ 2D en introduisant de l'acétate de méthylamine (MAAc) dans le précurseur avec du N,N-diméthylformamide (DMF) et du diméthylsulfoxyde (DMSO). Grâce à la photoluminescence in situ (PL) et aux spectres d'absorption UV-vis in situ, le processus de nucléation de la pérovskite s'est avéré être retardé pendant la formation du film, ce qui peut inhiber la nucléation homogène en excès dans le précurseur et faciliter la croissance cristalline continue. En raison des différents taux de nucléation des différentes phases de valeur n, les films préparés par la stratégie de solvant ternaire réalisent une distribution de phase en gradient, ce qui est bénéfique pour le transfert de porteurs entre les phases.

Bénéficiant de l'orientation cristalline OOP améliorée et de la distribution de phase de gradient, les états des pièges dans les PSC DJ 2D à base de 1,5-pentanediammonium (PeDA) sont très peu profonds (de 0,276 à 0,510 eV à 0,133 à 0,367 eV) et l'énergie de recombinaison non radiative la perte est supprimée (de 0,151 eV à 0,126 eV). Comme avantage, une tension de circuit ouvert signalée la plus élevée (V_OC =1,25 V) dans les PSC DJ 2D a été réalisé. L'appareil a également montré une grande tolérance à la chaleur, qui maintient 80% de son efficacité initiale après avoir été maintenu à 85 ° C après 3000 h.

L'observation in situ du processus de cristallisation permet de comprendre en profondeur le mécanisme de régulation de la cristallisation par effet solvant. Cette stratégie à solvant mixte peut être utile pour les travaux axés sur les cellules solaires à pérovskite. + Explorer plus loin

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