2D/3D 钙钛矿双层异质结构有可能提高多种类型的电子和光子器件的性能和耐用性，包括光伏、发光二极管、光电探测器、激光器和晶体管，但保持这种性能取决于电池 2D 夹层的稳定性。
最近，麻省理工学院(MIT)、成均馆大学纳米技术高级研究所(SAINT)、NREL、马尔马拉大学(Marmara University)、劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)的研究人员使用混合溶剂方法优化了二维钙钛矿的薄膜沉积，以实现相纯度和高结晶度。
在这种 2D/3D 结构中，2D 夹层由有机-无机杂化物钙钛矿的单层或多层堆叠组成。2D 夹层通过减少材料缺陷的负面影响、控制电子或离子在材料中的运动、产生内置电位、防止离子或电子从环境移动到材料中，并阻止离子迁移，从而保护堆栈中的 3D 钙钛矿。这种夹层提高了器件光电转换效率和器件稳定性。随着器件老化，二维夹层会以不同的方式演变，从而改变器件的稳定性。
在他们最近的研究中，研究人员开发了一种耐用的二维夹层，以提高2D/3D钙钛矿双层异质结构的效率和寿命。在劳伦斯伯克利国家实验室，该团队准备了制备二维夹层时使用的所有化合物。在实验中，他们使用了四种基于甲基铵(MA) 的溶剂，甲铵是一种常用于生产钙钛矿太阳能电池的阳离子。每种溶剂组成的复杂性都增加了—辛铵 (Oc)、OcMA(异丙醇 (IPA) 中含有 MA 添加剂的 Oc配体)、OcMA:F(含有二甲基甲酰胺和 IPA 的混合 OcMA)和 OcMA：S(含有混合二甲基亚砜和 IPA 的 OcMA)。
该团队在先进光源的光束线 12.3.2 处使用定制的旋涂室将每种溶剂在3D钙钛矿上结晶2D 薄膜夹层。随着薄膜的形成，该团队在光束线处收集了掠入射广角 X 射线散射 (GIWAXS) 数据。他们使用近乎瞬时的散射数据来评估晶体结构的动态演化和每片薄膜的相纯度，以了解样品由此产生的功能特性。
研究人员发现，所有混合溶剂策略都产生了相纯二维钙钛矿。这些结果使他们能够排除相纯度作为二维层间降解的一个影响因素。
然后，该团队专注于结晶度，发现它与光照前后的 2D/3D 器件的载流子寿命相关。特别是，结晶度随着溶剂复杂度的增加而增加(即Oc<OcMA<OcMA：F<OcMA：S）。用溶液OcMA：S组成的样品在初始阶段自发形成二维薄膜，并具有最高的最终二维结晶度、相纯度和耐久性。
研究人员发现，OcMA：S 的效率达到了 25.9%，与报道最好的单结硅太阳能电池相当。在峰值功率条件下的 85°C 加速测试中，OcMA：S 钙钛矿在 1,074 小时后仍保持了 91% 的初始性能，这是此类钙钛矿器件中最稳定的性能之一。
这一进步解决了商业化的关键稳定性障碍，并为构建在光电子学中广泛应用的稳健异质结构提供了设计原则。
(消息来源：perovskite-info.com, Science, als.lbl.gov)
索比光伏网 https://news.solarbe.com/202507/24/50004639.html
