钙钛矿异质结

宽带隙钙钛矿太阳能电池一直受限于长期稳定性和开路电压损耗，这制约了全钙钛矿叠层电池的性能。这项工作凸显了3D/2D异质结设计的巨大潜力，为宽带隙钙钛矿电池及全钙钛矿叠层电池的发展提供了宝贵见解。卓越效率与稳定性：基于此策略，成功制备出效率高达28.26%的全钙钛矿叠层电池，并展现出2.151V的高开路电压和优异的热稳定性，为高性能叠层器件的开发树立了新标杆。

中南大学李博、香港城市大学朱宗龙团队联合帝国理工学院等多家单位，创新性地提出一种“软-软”相互作用引导的异质结构建策略：在有机阳离子溶液中引入二甲基硫醚作为软路易斯碱添加剂。深度解析图1系统展示了基于软-软相互作用调控钙钛矿异质结构建的机理与过程。结论展望本研究通过DMS介导的“软-软相互作用”策略，成功解决了钙钛矿异质结制备中相纯度和共形性的调控难题，实现了效率与稳定性的协同突破。

卤化物钙钛矿具有优异的光电性能，但在异质结中缺乏精确的厚度和能带偏移控制，而这对于多层量子阱等模块化结构至关重要。英国剑桥大学RichardH.Friend和SamuelD.Stranks等人展示了气相逐层外延生长方法，以在PEAPbBr单晶上沉积CsPbBr为例。精确的量子限域控制和大的能带偏移可调性，开启了钙钛矿异质结作为可扩展、基于超晶格的光电应用平台的大门。实现长寿命电荷分离与优异光电性能：在II型异质结中观察到超过10微秒的延迟复合，表明有效的界面电荷分离。

钙钛矿异质结的合理设计对提升钙钛矿太阳能电池的效率和运行稳定性至关重要。然而，传统方法在纳米尺度上精确控制界面相纯度及实现共形异质结覆盖方面面临挑战。本研究香港城市大学朱宗龙、伦敦帝国理工学院NicholasJ.Long和中南大学李博等人提出了一种“软-软”相互作用引导策略，通过在有机阳离子溶液中引入二甲基硫醚作为软路易斯碱添加剂，调控钙钛矿异质结的形成。

基于该3D/2D异质结的反式钙钛矿太阳能电池实现了26.17%的光电转换效率，并具备1.194V的高开路电压和85.40%的填充因子。研究意义界面工程新策略：提出以氟化哌啶衍生物为表面重构剂，实现3D/2D异质结的精准构建与性能协同优化。结论展望本研究通过分子设计的氟化哌啶衍生物p-CFPIP，成功在3D钙钛矿表面构建了高n值2D覆盖层，形成了高效的3D/2D表面异质结。

论文概览针对铁电晶体管中铁电极化与电荷俘获之间竞争机制难以协同调控的关键难题，复旦大学、新加坡国立大学等多家科研机构联合提出基于极性依赖的铁电异构调控机制。基于此机制，双极WSe铁电异质结晶体管实现了非易失性存储器与易失性突触权重调制在同一器件中的协同控制。

3D/2D钙钛矿异质结构已成为同时提升钙钛矿太阳能电池效率和稳定性的有效策略。本研究中国科学院大连化学物理研究所刘生忠和陕西师范大学冯江山等人引入了一种氟化哌啶衍生物——4-三氟甲基哌啶，作为3D钙钛矿的精确表面重构剂。高效电子提取与传输：3D/2D异质结显著提升电子提取效率，降低界面缺陷密度，抑制非辐射复合，使反式PSC效率突破26%，VOC高达1.194V。

非易失性自发铁电极化场是铁电材料在电子器件中应用的核心基础，但其常因缺陷位点的电荷俘获而减弱。利用该机制转变，我们的双极异质结晶体管实现了在单一器件内对非易失性存储与易失性突触权重调制的协同异质控制。

3D/2D异质结中的能带失配是导致该类钙钛矿太阳能电池发生非辐射复合的重要原因之一。研究发现，负偶极层可有效消除3D/2D异质结的能带失配，加速电子跨界面传输。最终，实现了超过25%的高效且稳定的转换效率，是目前采用直接沉积2D钙钛矿的3D/2D双层堆叠电池中性能最高的之一。本工作为推动3D/2D异质结钙钛矿电池技术提供了有效的能带管理策略。