界面电荷提取和传输的精确管理对提高钙钛矿太阳能电池(PSCs)的光伏性能起着决定性的作用。在此，一种通过分子自组装原位合成的CuS-MXene复合物被有效地用作全无机CsPbBr3 PSCs的空穴萃取剂。理论和实验结果表明，由于MXene官能团中的部分电子自发转移到CuS中，实现了MXene的p型掺杂和电荷的降低，从而提高了界面能级匹配和助推空穴的提取和转移。同时，由于CsPbBr₃和CuS之间形成Pb-S键，建立了CsPbBr₃/CuS/MXene界面桥，实现了快速空穴传输和良好的界面接触。Pb-S键和MXene的电子给体基团进一步钝化了钙钛矿表面的阱态，从根本上减少了界面电荷复合。最后，使用CuS-MXene定制的无封装CsPbBr₃ PSCs实现了最高10.51%的功率转换效率和长期的湿度或温度耐受性，在空气中30天的效率保持率达到90%或以上。

 
图1. Ti₃C₂/ CoS₂合成过程的图解。

 
图2. (a) Ti₃C₂和(b) Ti₃C₂纳米片的SEM图像。(c) TEM，(d, e) HRTEM，(f) SAED和(g−k) EDS映射图。

 
图3. (a)拉曼光谱。(b) FT-IR光谱。(c) XPS光谱。(d) Ti2p 精细 XPS光谱。(e) Co 2p 精细XPS光谱。(f) S 2p 精细 XPS光谱。

  
图4. (a)计算CoS₂、Ti₃C₂O₂、Ti₃C₂O₂/CoS₂的态密度。Ti₃C₂O₂/CoS₂的电荷密度差，(b)俯视图和(c)侧视图。

 
图5. (a)自行车表演。(b, c)恒流充放电曲线。(d)费率绩效。(e)长周期业绩。(f)评价绩效和循环绩效。(g)长周期绩效。

 
图6 (a)基于Ti₃C₂/CoS₂电极的lib的CV曲线。(b) CV峰值电流与扫描速率平方根的曲线。(c)基于CoS₂和Ti₃C₂/CoS₂电极的LIBs的CV曲线。(d) Tafel图。(e)奈奎斯特图和(f)相应的低频拟合线。(g−i)扩散系数。
 
      相关科研成果兰州大学材料与能源学院光电转换材料与技术国家与地方联合工程实验室 Shanglong Peng等人于2023年发表在ACS Applied Materials & Interfaces（https://doi.org/10.1021/acsami.3c09605）上。原文：Highly Reversible Lithium-Ion Battery with Excellent Rate Performance and Cycle Stability Based on a Ti3C2/CoS2 Composite Anode。
       原文链接：https://doi.org/10.1021/acsami.3c09605

转自《石墨烯研究》公众号