科學新知：2021 Nano Energy 達20.1%高效率與高穩定PSC！2D-3D異質結構如何辦到？

　　Nano Energy (IF 17.881)在2021年10月刊登了一個研究，文中提到儘管介觀的鈣鈦礦太陽能電池 (perovskite solar cell, PSC) 擁有高效率，但由於鈣鈦礦在濕氣中的不可逆分解，導致相對穩定性較差。本文提出了一種局部Dion-Jacobson (DJ) 2D-3D異質結構 (localized Dion−Jacobson (DJ) 2D-3D heterostructure, L2D-3DH)。此結構是在3D鈣鈦礦的局部表面上形成DJ 2D鈣鈦礦，故不會完全覆蓋。由於DJ 2D的部分覆蓋，此種結構不會阻礙鈣鈦礦和空穴傳輸層之間的電荷轉移，同時也有效地提高了水分穩定性。另外發現，晶體取向的控制對於有效的電荷傳輸並不重要。

　　在透過太陽光模擬器等儀器的實驗，研究結果顯示，L2D-3DH產生了20.1%的功率轉換效率，高於從純3D鈣鈦礦或傳統2D-3D複合材料獲得的功率轉換效率。在70%RH高濕度下，1300小時後保持初始效率的86%。作者推論，使用DJ 2D板鈍化的3D鈣鈦礦，可降低陷阱密度，抑制非輻射複合，並增強準費米能級分裂，故能改進PCE。

　　結論是此篇研究透過將DJ 2D結合到3D鈣鈦礦中，提供了一種簡單有效的方法來提高PSC的效率和穩定性。