低维Ruddlesden–Popper (LDRP) 无铅钙钛矿太阳能电池的结晶动力学管理以实现高效和稳定

摘要 低维Ruddlesden–Popper (LDRP) 无铅钙钛矿由于其改善的稳定性和有序的晶体生长而具有巨大的潜力，这主要归因于对结晶动力学的有效控制。然而，LDRP无铅钙钛矿薄膜的结晶动力学受到Lewis理论的高度限制。本文展示了通过Lewis加合物和离子交换过程共同控制的LDRP锡(Sn)钙钛矿薄膜的结晶动力学管理，使用的是极性非质子溶剂二甲基亚砜(DMSO)与离子液体溶剂甲基铵乙酸盐(MAAc)的混合物（该过程称为“L-I”）。实现了平均晶粒尺寸接近9微米的均匀成核的LDRP Sn钙钛矿薄膜。获得了低电子和孔缺陷密度（数量级10^16）、高载流子迁移率和优异的电性能。因此，使用一种简单的一步法（不使用抗溶剂）制备的LDRP Sn钙钛矿太阳能电池（PSC）获得的光电转换效率(PCE)为4.03%，这是最好的LDRP Sn PSC之一。最重要的是，该PSC在氮气氛围中经过94天后PCE没有退化，显示出优异的稳定性，这得益于高质量的薄膜和对Sn2+氧化的抑制。