鈣鈦礦太陽(yáng)能電池由于其高性能和易于制造而在商業(yè)應(yīng)用中顯示出巨大的潛力。然而,仍然需要探索具有良好光電性能和與鈣鈦礦層相匹配的能級(jí)的電子傳輸層(ETL)材料,以滿足商業(yè)化的需要。鑒于此,2022年3月11日華南理工於黃忠團(tuán)隊(duì)于AFM刊發(fā)氨基官能化鈮碳化物MXene作為電子傳輸層和鈣鈦礦添加劑用于制備高效穩(wěn)定的無(wú)MA鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的研究成果。在這項(xiàng)工作中,制備了二維Nb2CTx MXene納米片,通過(guò)肼(N2H4)處理將表面-F基團(tuán)替換為-NH2基團(tuán),將其功函數(shù)(WF)從4.65降低到4.32 eV,以匹配鈣鈦礦層的導(dǎo)帶最小值。此外,N2H4處理的(T-Nb2CTx)MXene納米片具有豐富-NH2基團(tuán),將其摻入鈣鈦礦前驅(qū)體中,通過(guò)與碘離子形成氫鍵來(lái)延緩結(jié)晶速率,從而促進(jìn)高質(zhì)量和定向生長(zhǎng)的鈣鈦礦薄膜的形成。因此,具有T-Nb2CTx MXene ETL 和 T-Nb2CTx MXene 納米片添加劑的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池表現(xiàn)出21.79%的最高功率轉(zhuǎn)換效率(PCE),相應(yīng)的柔性和大面積器件實(shí)現(xiàn)了19.15%和18.31%的最高效率。同時(shí),未封裝的器件在存儲(chǔ)1500小時(shí)后仍保持初始效率的93%。這項(xiàng)工作展示了二維Nb2CTx MXene在光電器件中的巨大應(yīng)用前景。
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