前沿动态：MXene纳米片调控两步法钙钛矿反应性获得稳定高效太阳能电池

钙钛矿太阳能电池(PSCs)作为近年来迅猛发展的一种新型薄膜太阳能电池，其中无需反溶剂的两步法制备工艺仍面临PbI2残留等难题。为此，东华大学张青红团队利用具有高电导率和丰富表面基团的单层Ti3C2TxMXene纳米片构筑了高反应活性的多孔PbI2-Ti3C2Tx薄膜。相比于致密薄膜，大量微孔及介孔促进了后续MAI的有效渗透、与PbI2反应，从而显著提高钙钛矿的转化效率，增强对太阳光的捕获。研究发现其孔径可通过改变Ti3C2Tx的添加量而实现可控调节，最终获得了含~2% PbI2残留的钙钛矿薄膜，该残留量与已报道的最适宜含量相当。此外，研究者发现这种多孔的PbI2-Ti3C2Tx薄膜还可容纳晶格膨胀，利于获得更大晶粒尺寸的钙钛矿薄膜。同时，钙钛矿的功函数也因Ti3C2Tx的引入而增大，从而具有更加理想的能级排列，加快了载流子的传输与提取。Ti3C2Tx的表面基团还可与未配位的Pb2+产生相互作用，从而钝化晶界缺陷。最终基于这种极微量(0.03 wt%)的多功能添加剂，结构为FTO/SnO2/MAPbI3-Ti3C2Tx/Spiro-OMeTAD/Au的平面电池实现了19.27%的光电转化效率，相比于对照器件(16.45%)，效率提升了~18%，并且J-V迟滞现象也有所减弱。

文献链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894720340316

原文链接：

https://www.toutiao.com/i6968311372522193421/