研究Dion–Jacobson-2D分层CsSnI3?xBrx基异质结构器件中的分级特性，以实现更优异的光伏性能

《Energy Technology》：Investigating the Grading Profile in Dion–Jacobson-2D Layered CsSnI3?xBrx-Based Heterostructure Device for Superior Photovoltaic Performance

2D Dion-Jacobson相嵌入的3D CsSnI3?xBrx钙钛矿太阳能电池通过梯度结构设计（x=0至3）显著提升性能，在x=0时实现36.96%的转换效率，关键参数Voc达1.28V，Jsc达35.83mA/cm2，并突破肖克利-奎伊瑟极限。

　　

摘要

本文设计了一种钙钛矿太阳能电池器件，其中在具有Dion–Jacobson（DJ）相的二维钙钛矿层上覆盖了主要的光敏三维CsSnI_3?xBr_x材料。该电池的构造为FTO/CeO₂/PeDAMA₄Pb₅I₁₆/CsSnI_3?xBr_x/CFTS/Au。通过改变“Br”元素的组成（x）从0到3，实现了CsSnI_3?xBr_x材料在深度方向上的线性和抛物线形梯度分布。研究了主要吸收层厚度、"Br"元素组成（0–3）以及弯曲系数（0–1）对线性及抛物线形梯度光伏参数的影响。同时，还详细探讨了串联电阻、并联电阻、CsSnI_3?xBr_x吸收层的缺陷密度、背接触金属功函数、整体器件工作温度以及空穴传输层和电子传输层的变化对光伏性能的影响，这些研究涵盖了线性和抛物线形梯度两种情况。详细的分析和综合研究结果表明：在室温条件下，该器件表现出优异的光伏性能，功率转换效率高达约36.96%；当CsSnI_3?xBr_x吸收层厚度为1 μm且其组成值为x = 0时，在CsSnI_3?xBr_x/HTL界面处，该器件的性能参数为：V_oc ≈ 1.28 V、J_sc ≈ 35.83 mA cm^?2以及填充因子约为80.40%。本研究结果明确表明，引入DJ-2D钙钛矿层有助于突破Shockley–Queisser极限。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。