钙钛矿

(HtrzT)PbI₃/FAPbI₃钙钛矿的晶体结构与晶格应力分析。

(e)α-FAPbI₃与(f)(HtrzT)PbI₃(1.0)/FAPbI₃钙钛矿膜的光电导曲线测试数据。

(g)α-FAPbI₃和(h)(HtrzT)PbI₃(1.0)/FAPbI₃钙钛矿膜在暗态与光照区域的接触电位差(CPD)分布图。

在405nm激光激发下，(c)FAPbI₃和(d)(HtrzT)PbI₃(1.0)/FAPbI₃钙钛矿厚膜的飞行时间法测量结果。

在缺陷钝化与相纯度提升的双重作用下，(HtrzT)PbI₃(1.0)/FAPbI₃钙钛矿厚膜的载流子寿命实现两倍提升，μτ乘积提高近一个数量级，最终使厚膜电学性能得到显著增强。

采用空间电荷限制电流法测得(a)FAPbI₃和(b)(HtrzT)PbI₃(1.0)/FAPbI₃钙钛矿器件的暗电流-电压特性曲线。

本文详细探讨了2D材料在钙钛矿、有机和染料敏化太阳能电池三大类太阳能电池中作为电子传输层和空穴传输层的作用。

图1是基于2D材料的太阳能光伏技术示意图，呈现了2D材料在钙钛矿(PSC)、有机(OSC)、染料敏化(DSSC)三类太阳能电池中的整合及电荷传输的优化策略。

图6围绕2D材料在钙钛矿太阳能电池(PSCs)中优化电荷传输、提升器件效率与稳定性展开，通过结构示意图、稳定性测试曲线及柔性器件性能验证，介绍了2D材料对PSCs电荷传输、长期稳定性及机械柔韧性的改进作用。

低维(HtrzT)PbI₃钙钛矿与α-FAPbI₃钙钛矿之间形成稳固的晶格锚定效应，有效抑制晶格膨胀从而缓解α-FAPbI₃的相变。

该研究为解决α-FAPbI₃钙钛矿晶格应变问题提供了新思路，为发展高性能稳定α-FAPbI₃钙钛矿X射线探测器奠定了基础。

这一现象为FAPbI₃钙钛矿中稳定的Pb-I八面体框架构建提供了支撑，进而诱导出稳定的α相钙钛矿生长。

钙钛矿厚膜的光学特性研究表明，(HtrzT)PbI₃/FAPbI₃厚膜与纯α-FAPbI₃具有相似的吸收边，表明微量(HtrzT)PbI₃对FAPbI₃钙钛矿带隙(1.44eV)影响可忽略(图3a)。

f含Ti₃C₂Tₓ与不含Ti₃C₂Tₓ钙钛矿薄膜的UV–Vis吸收光谱。

f在85°C下含Ti₃C₂Tₓ与不含Ti₃C₂Tₓ钙钛矿的热导率。

g含Ti₃C₂Tₓ与不含Ti₃C₂Tₓ钙钛矿薄膜的热扩散系数。

为进一步探讨电荷传输动力学，对含与不含Ti₃C₂Tₓ的钙钛矿薄膜进行了时间分辨光致发光(TRPL)测试(图3f)。

为进一步阐明Ti₃C₂Tₓ提升钙钛矿散热性能的内在机制，采用HotDisk方法在85°C下测试了含Ti₃C₂Tₓ与不含Ti₃C₂Tₓ钙钛矿的热导率。

图3e为含Ti₃C₂Tₓ与不含Ti₃C₂Tₓ钙钛矿薄膜的稳态光致发光(PL)谱。

如图2f所示，含与不含Ti₃C₂Tₓ的钙钛矿薄膜在约780nm处具有相似的吸收起始点，与钙钛矿典型的宽光谱吸收特征一致。

Ti₃C₂Tₓ修饰钙钛矿薄膜的HOMO能级为−5.69eV，而对照薄膜为−5.52eV。

a对照与Ti₃C₂Tₓ修饰钙钛矿薄膜的XRD图谱，bXPS谱。

g–iTi₃C₂Tₓ修饰钙钛矿薄膜中Ti、I、Pb的EDS谱图。

接触角测量显示，Ti₃C₂Tₓ修饰钙钛矿薄膜的水接触角由67.24°增加至90.25°(图5b插图)，提高了钙钛矿薄膜的耐湿性，减少了湿气对PSC的损伤。

此外，为确认Ti₃C₂Tₓ的分布情况，采用能量色散谱(EDS)对Ti₃C₂Tₓ修饰钙钛矿薄膜中的关键元素(Pb、I、Ti)进行分析(图2g–i)。

基于2D、准2D及2D/3D异质结构钙钛矿的垂直忆阻器及柔性器件的结构、导电丝形态、I–V特性和循环耐久性对比，显示低维结构显著提升开关比、稳定性及循环寿命。

具有6或8个苯酚单元的大尺寸杯芳烃主客体相互作用较弱，对溶剂分子的限域能力降低，导致DMSO去除速率较快，加速钙钛矿形成。

1文章内容简介近十年来，钙钛矿的应用技术得到了快速发展，覆盖了光伏，发光，探测器等等领域。

过去十年钙钛矿应用技术的快速进步，一定程度上导致对基础理论发展的忽视。

近十年来，钙钛矿的应用技术得到了快速发展，覆盖了光伏，发光，探测器等等领域。

II低维钙钛矿的应用、进展、挑战与展望

二维钙钛矿常用有机阳离子包括苯乙胺(PEA⁺)和丁胺(BA⁺)，功能性有机阳离子的引入可进一步调控材料光电特性，提高器件性能与效率。

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皇家墨尔本理工大学文小明研究员-贾宝华院士：晶格储能库：钙钛矿奇异光电性能的基础原因

钙钛矿奇异的光电特性与目前的半导体理论形成了严重的冲突，急需对目前的半导体理论进行扩展，正如量子力学对经典力学的扩展。

其二，在钙钛矿太阳能电池中的应用，重点分析通过2D材料实现结晶增强、缺陷钝化及效率提升的关键策略；

有效面积为10.5cm2的微型组件也获得了20.2%的PCE，此效率属于刮涂法制备宽带隙钙钛矿太阳能电池报道的最高效率之列。

然而，通过刮涂法实现高效无甲铵宽带隙钙钛矿太阳能电池仍面临诸多挑战，尤其是相分离现象及其对制备环境的高度敏感性。

IV宽带隙钙钛矿太阳能电池的光伏性能与稳定性

协同改性薄膜优异的光照相稳定性直接有利于提升宽带隙钙钛矿太阳能电池的运行稳定性。

实现高效宽带隙钙钛矿太阳能电池(PSCs)的可扩展制备，对充分发挥叠层太阳能电池的商业潜力至关重要。

有效面积为10.5cm2的微型组件也达到了20.2%的PCE，该微型组件效率为刮涂法制备宽带隙钙钛矿太阳能电池报道的最高效率之一。

自2012年以来长期致力于钙钛矿材料与光伏器件的研究，在规模化制备钙钛矿薄膜以及钙钛矿器件稳定性研究方面做出了突出贡献，牵头和合作创造3项钙钛矿太阳能电池领域效率纪录。

金属卤化物钙钛矿薄膜的规模化制备，钙钛矿太阳能电池失效机理与稳定化策略研究，以及相关功能材料的开发等。

TbCl₃掺杂对钙钛矿太阳能电池性能的影响：a)基于是否掺杂TbCl₃的Me-4PACz界面的CsPbI₃太阳能电池能带排列示意图；

e)基于全无机钙钛矿太阳能电池的叠层器件效率总结；

为研究TbCl₃掺杂对光伏性能的影响，构建了反式结构CsPbI₃钙钛矿太阳能电池(PSCs)，器件结构为FTO/Me-4PACz/CsPbI₃/C60/BCP/Cu。

因此，反式CsPbI₃钙钛矿太阳能电池在叠层器件中具有广阔的应用前景。

因此，宽带隙反式结构的CsPbI₃钙钛矿太阳能电池非常适合作为叠层器件中的顶部电池。

因此，文章为构建高效稳定的全无机钙钛矿太阳能电池及其与硅的叠层应用提供了新的策略，为钙钛矿光伏器件的商业化进程提供了有力推动。

(d)MAPbI₃沉积在MoS₂薄片上的倒置平面钙钛矿太阳能电池的结构示意图；

图5a-c分别展示了钙钛矿太阳能电池(PSCs)的主流架构及差异：

图7聚焦2D材料在提升钙钛矿太阳能电池(PSCs)功率转换效率(PCE)的作用，以MAPbI₃基PSCs为研究对象展示了2D材料修饰后的器件能级结构。

本文全面总结了利用2D(2D)材料的光伏技术的最新进展，综述了2D(2D)材料作为空穴传输层、电子传输层和对电极在钙钛矿太阳能电池(PSC)、有机太阳能电池(OSC)和染料敏化太阳能电池(DSSC)中的多功能作用。

如何精准调控钙钛矿的去溶剂化与结晶过程，实现高结晶度、光滑钙钛矿薄膜的可重复制备，是推进钙钛矿太阳能电池产业化应用的核心挑战。

这种严格的结晶动力学通常导致同批次器件之间以及不同批次器件之间出现较大的性能波动，从而限制了钙钛矿器件的合格率。

V总结本研究开发了一种杯芳烃分子限域策略，实现了超平滑钙钛矿薄膜的成功制备，显著提升了钙钛矿太阳能电池的可重复性与光电转换效率。

在同一批次器件中，通过tBTCA限域生长制备的钙钛矿太阳能电池表现出远优于原始器件的器件间一致性。

本研究开发了一种杯芳烃分子限域策略，实现了超平滑钙钛矿薄膜的成功制备，显著提升了钙钛矿太阳能电池的可重复性与光电转换效率。

其中，钙钛矿太阳电池作为一种直接将光能转换为电能的半导体器件，因其高光吸收和载流子迁移率与低制造成本等优点而备受瞩目。

性能飞跃：本研究通过创新的镧系化合物调控埋底界面技术，显著提升了反型全无机钙钛矿太阳电池(PSCs)的性能，其光电转换效率从15.34%提升至18.68%，四端(4T)和两端(2T)钙钛矿/硅机械叠层器件分别实现了29.40%和25.44%的高转换效率为钙钛矿太阳电池的能效提升开辟了新途径。

由于较高的光吸收和载流子迁移率与较低的制造成本，钙钛矿太阳电池引起了光伏领域的广泛关注。

文章针对反型全无机钙钛矿太阳电池的性能优化问题，创新性地引入了镧系化合物调控埋底界面技术。

相比之下，唯添加RbI的样品维持了无甲胺宽带隙钙钛矿的大晶粒尺寸。

太阳能电池：LD钙钛矿在光伏中显示出优异的空气与湿度稳定性，可用作防水屏障并实现高效光生载流子分离。

尽管低维钙钛矿在光伏和发光二极管领域研究广泛，其在FET和光晶体管(PT)方面仍有巨大潜力。

低维(LD)钙钛矿因其在智能光电子器件中的潜力，正受到广泛关注，特别是在便携、轻量、低成本、柔性和可穿戴电子领域。

一维钙钛矿因其高量子效率、显著的表面积与体积比、各向异性结构及优良载流子限制效应，而成为新型光电器件的重要研究对象。

二维钙钛矿因其优异的稳定性与可调光电性能，在光伏及其他光电器件中近年来受到广泛关注。

低维卤化物钙钛矿因其独特结构和优异光电性能(如高吸收系数、长载流子扩散长度、低非辐射复合率及强光致发光)而备受关注。

存储器与人工突触：2D钙钛矿因其高肖特基势垒、宽带隙和高活化能，展现出优异的忆阻特性，包括长保持时间、高开关比、低工作电压及良好的环境稳定性。

高通量筛选与机器学习辅助设计进一步加快工艺优化，并结合原位掠入射X射线散射等表征手段，可深入理解薄膜生长动力学，为高性能、稳定的低维钙钛矿器件开发提供支撑。

2D和3D钙钛矿太阳能电池的器件结构、性能对比、能级与载流子传输机制、薄膜导电性、不同层厚度结构及长期稳定性评估，以及倒置结构Q-2D钙钛矿器件的J–V曲线和量子效率响应。

此外，2D/3D混合钙钛矿器件实现了维度依赖可塑性和多级电阻开关，能耗低至≈0.7fJ/事件，可媲美生物突触。

透明2D钙钛矿器件则可实现多模态电阻开关，为类神经形态计算提供模拟神经信号处理的理想平台。

内容简介前驱体向钙钛矿的快速转变过程受工艺条件的影响，极易导致钙钛矿器件性能的不可控变化。

前驱体向钙钛矿的快速转变过程受工艺条件的影响，极易导致钙钛矿器件性能的不可控变化。

1.3.4低维钙钛矿单晶的生长

Br基2D钙钛矿单晶突触器件显示出低功耗(约10pA)、离子迁移驱动的导电丝形成和长期稳定性(>1,000s)。

低维钙钛矿单晶(PSC)因其更高的光吸收率、更低的陷阱态密度、更长的载流子寿命及更高的载流子迁移率而优于传统3DPSCs。

新里斯本大学SantanuJana、HugoAguas等人系统介绍了低维钙钛矿的分类、合成方法与光物理特性，重点总结其在阻变存储、人工突触、光探测器、LED与太阳能电池等器件中的应用进展。