近日，光伏材料省重点实验室陈石教授与南方科技大学徐保民教授合作，以“Organic spacer engineering of Ruddlesden-Popper perovskite materials toward efficient and stable solar cells”为题，在国际知名期刊《Chemical Engineering Journal》（IF：16.744）上发表研究论文。

准二维钙钛矿材料中的有机间隔阳离子能够显著提高了钙钛矿太阳能电池稳定性，但是绝缘有机间隔阳离子阻碍了光生电荷传输，从而限制了准二维钙钛矿电池性能。目前准二维钙钛矿太阳电池发展迅速，但是准二维钙钛矿材料仍然缺乏分子层面设计和调控。因此，本工作设计和制备了几种新型二元有机间隔阳离子准二维钙钛矿（F-PEA_1-xGA_x）₂MA₃Pb₄I₁₃（x≤0.3，F-PEA=对氟苯乙铵、GA =胍、MA =甲铵），进一步研究二元有机间隔阳离子对薄膜性能和器件性能的影响。本工作通过将20% GA加入F-PEA₂MA₃Pb₄I₁₃中，薄膜变得更加光滑，也具有了更好的垂直取向和更大的晶粒尺寸。这些综合因素显著降低了缺陷密度，加快空穴抽取，从而有效地抑制了非辐射电荷复合。因此，基于（F-PEA_0.8GA_0.2）₂MA₃Pb₄I₁₃准二维钙钛矿电池最佳效率为17.50%，这是迄今为止报道的二元有机间隔阳离子准二维钙钛矿（n≤5）电池的最高值之一。此外，电池在环境空气中老化500小时和在光照下最大功率点老化1000小时后，分别保持原本初始效率的87%和90%。

硕士生许家敏是论文第一作者，陈石教授、香港浸会大学朱训进教授、南方科技大学徐保民教授、王行柱教授是本论文通讯作者。该研究工作受到国家重点研发计划、国家自然科学基金、广东省自然科学基金、深圳市基础研究、河南大学高层次启动经费等项目的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.139790