近日，中科院大連化學物理研究所研究員劉生忠團隊與陜西師范大學教授趙奎合作，在二維Dion—Jacobson（DJ）鈣鈦礦成膜控制研究中取得新進展，制備出高效率芳香族二維DJ鈣鈦礦太陽電池。相關研究發(fā)表在Advanced Energy Materials上。

近年來，二維有機—無機雜化鈣鈦礦半導體材料憑借其高的環(huán)境穩(wěn)定性和結構多樣性，受到研究界廣泛關注。該研究中，合作團隊利用原位表征手段，實時追蹤二維DJ鈣鈦礦前驅體溶液反應形成固態(tài)薄膜的結晶過程，以及其對量子阱生長、電荷傳輸、太陽電池性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，溶液處理過程中，快速提取溶劑可以加快鈣鈦礦相的成核和生長，避免從中間相到鈣鈦礦相的間接轉變。因此，通過提升薄膜質量、優(yōu)化量子阱的厚度分布，有利于提高二維鈣鈦礦太陽電池的電荷傳輸效率、載流子壽命和遷移率，最終改善電池的短路電流和開路電壓，制備出效率為15.81%的器件。據(jù)了解，這是目前文獻可查的芳香族二維DJ鈣鈦礦太陽電池的最高效率。

該研究對指導DJ鈣鈦礦實現(xiàn)更加優(yōu)化的光電性能和器件性能具有重要意義。

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