CsPbI₂Br具有合理的带隙和良好的热稳定性，在钙钛矿太阳能电池(PSCs)的应用中具有广阔的前景。然而，CsPbI₂Br太阳能电池的功率转换效率(PCE)仍然远低于有机-无机混合PSCs，主要是由于相对较差的CsPbI₂Br晶体质量。本文报道了使用Ti₃C₂Tx MXene纳米片对CsPbI₂Br的光活性层进行添加剂工程。由于结晶度的提高/缺陷密度的降低，以及MXene纳米片和CsPbI₂Br之间肖特基结的形成，光生电子-空穴对的分离和转移可以实现最佳的MXene添加。因此，添加ITO/SnO₂/ Ti₃C₂Tx的CsPbI₂Br/P₃HT/Ag的器件配置可以使PCE显著提高15.10%，即与未添加MXene的对照器件(12.94%)相比，相对增加了约16.69%。此外，增加mxene的CsPbI₂Br层具有更高的防潮性能。
 
图1  (a) Ti₃C₂T_x MXene和Ti₃AlC₂粉末的XRD图案。(b) Ti₃C₂T_x MXene的SEM和(c) TEM图像。 
 
图2. 不同视角的CsPbI2Br薄膜的SEM和AFM图像。


 图3 (a) XRD图案和(b)添加不同Ti₃C₂T_x MXene的CsPbI2Br薄膜的(100)峰的半高宽。(c)吸光度光谱和(d)具有不同Ti₃C₂T_x MXene添加的CsPbI2Br膜的Tauc图曲线。 


图4. (一)设备配置。(b) AM 1.5G时J−v曲线。(c)原始和0.50 wt % mxene添加器件的EQE光谱和集成Jsc。(d) PCE值的统计箱形图。 
 
图5。(a)沉积于SnO2涂覆ITO玻璃上的添加0.50 wt % mxene的和原始CsPbI2Br层的PL光谱。(b)在CsPbI2Br层中没有和有0.50 wt % MXene添加的纯电子结构的EIS曲线 (c和d) I−V曲线。(e)原始和(f) 0.50 wt % mxene添加的CsPbI2Br层的接触角测试。
 

图6 DFT计算。(a) CsPbI₂Br和(b) CsPbI₂Br−Ti₃C₂F的能带结构。(c)沿垂直于CsPbI₂Br−Ti₃C₂F界面方向绘制的平面平均静电势。(d)没有和有Ti₃C₂Tx的CsPbI₂Br层的UPS光谱。(e) CsPbI₂Br−Ti₃C₂T_x接口的能量对齐示意图。(f)原始层和添加Ti₃C₂T_x MXene的CsPbI₂Br层的激子解离和载流子转移示意图。
 
       相关科研成果由兰州大学未来技术学院Junshuai Li和Yali Li等人于2022年发表在ACS Applied Materials & Interfaces (https://doi.org/10.1021/acsami.2c10417)上。原文：Improved Comprehensive Photovoltaic Performance and Mechanisms by Additive Engineering of Ti₃C₂T_x MXene into CsPbI₂Br。

转自《石墨烯研究》公众号