نمو البيروفكيت ثنائي الأبعاد في الموقع كطبقة تغليف للألواح الشمسية البيروفكيتية المستقرة والفعالة

الملخص تم مؤخراً التعرف على البيروفكيتات ثنائية الأبعاد كأحد السبل الواعدة في الألواح الشمسية البيروفكيتية (PSCs) من حيث تشجيع الاستقرار وتأثير تمرير العيوب. ومع ذلك، فإن كفاءة (أقل من 15%) الألواح الشمسية البيروفكيتية فائق الاستقرار من نوع Ruddlesden–Popper لا تزال متأخرة كثيراً عن نظيراتها التقليدية من البيروفكيت ثلاثي الأبعاد. هنا، يتم الإبلاغ عن تصميم معمارية تتكون من طبقات بيروفكيت ثنائية وثلاثية الأبعاد بطبقات تغليف ثنائية الأبعاد من PEA2PbI4 تم نموها في الموقع على سطح فيلم البيروفكيت ثلاثي الأبعاد، مما يحسن بشكل كبير من استقرار الألواح الشمسية البيروفكيتية دون التأثير على أدائها العالي. وتؤدي مثل هذه الطبقة التغطية البيروفكيتية ثنائية الأبعاد إلى تقسيم مستوى فيرمي أكبر في فيلم البيروفكيت ثنائي وثلاثي الأبعاد تحت إضاءة الضوء، مما يؤدي إلى تحسين جهد الدائرة المفتوحة (Voc) وبالتالي كفاءة أعلى تبلغ 18.51% في الألواح الشمسية البيروفكيتية ثنائية وثلاثية الأبعاد. تشير قياسات تدهور الفوتولومينسنس ذو الزمن المحدد إلى تسهيل استخراج الثقوب في أفلام البيروفكيت ذات الطبقات المكدسة ثنائية وثلاثية الأبعاد، والذي يُعزى إلى ضبط محاذاة نطاق الطاقة وتقليل الانبعاث غير الإشعاعي عند حالات قاع النطاق. بفضل مقاومتها العالية للرطوبة وكذلك قمع هجرة الأيونات للبيروفكيت ثنائي الأبعاد، تُظهر الألواح الشمسية البيروفكيتية ثنائية وثلاثية الأبعاد استقراراً طويلاً محسناً بشكل كبير، حيث تحتفظ بما يقرب من 90% من كفاءة تحويل الطاقة الأولية بعد تعرضها لمدة 1000 ساعة في الظروف البيئية مع مستوى رطوبة نسبية مرتفع يبلغ 60 ± 10%.