一、文章概述

软钙钛矿晶格引起的晶格应变和晶格表面和晶界缺陷等晶体畸变，在很大程度上决定了电荷提取-转移动力学和重组，导致钙钛矿太阳能电池（钙钛矿太阳能电池）的效率较低。在此，作者提出了一种策略，通过将无机二维Cl端Ti3C2(Ti3C2Clx)MXene加入CsPbBr3薄膜的体积和表面，来显著降低表面晶格拉伸应变。由于Ti3C2Clx中的Cl原子与CsPbbr3晶格中欠协调的Pb2+之间的强相互作用，膨胀的钙钛矿晶格被压缩并限制作为晶格“带”，其中Pb-Cl键起“胶”的作用，2DTi3C2固定晶格。最后，在最好的全无机Cspbbr3PSC上，在高达1.702V的超高开路电压下，冠军效率达到11.08%，这是迄今为止这类钙钛矿太阳能电池的最高效率记录。此外，未封装的装置在80%的相对湿度下，100天和85°C的性能几乎没有变化。

二、图文导读

图1.a)使用Ti3AlC2MAX在氯化镉熔融盐中制备Ti3C2ClxMXene的示意图。b)Ti3AlC2MAX和Ti3C2ClxMXene的XRD模式。c)Ti3c2ClxMXene的XPS光谱。d)体系结构和e)全无机PSC的横截面扫描电镜图像。f)反向扫描下的控制和优化设备的J-V曲线，g)稳态功率输出，h)钙钛矿太阳能电池的IPCE谱。i)原始钙钛矿太阳能电池和最优钙钛矿太阳能电池的统计PCE分布。

图2。PbBr2薄膜和CsPbBr3钙钛矿薄膜的a、c、b、d、Ti3C2Clx添加剂。e)CsPbBr3钙钛矿薄膜中Pb4f的XRD模式和XPS光谱。g)Ti3C2ClxMXene对CsPbBr3薄膜的全缺陷钝化示意图。

图3。CsPbBr3钙钛矿薄膜的拉曼映射图像a)不含和b)含Ti3C2ClxMXene，c)不同钙钛矿薄膜对应的拉曼峰分布统计数据。ti3c2Clx改性钙钛矿薄膜d)和e)的CsPbBr3（100）平面GIXRD图。f)从GIXRD模式中得到的d-间距值作为入射角的函数。g)原始CsPbBr3粒中残留应变示意图，h)用Ti3C2ClxMXene增强的CsPbBr3粒中释放应变示意图。

图4。在a)原始薄膜和b)含钙钛矿的ti3c2Clx薄膜中的光生成载流子转移的示意图。c)不同钙钛矿太阳能电池的TSPV曲线。d)KPFM图像和e)钙钛矿薄膜相应的CPD分布。f)含和不含Ti3C2ClxMXenn的仅空穴器件的暗J-V曲线。g)含和不含ti3c2Clx的钙钛矿薄膜的TRPL曲线。h)暗J-V曲线，i)不同钙钛矿太阳能电池的Mott-肖特基曲线。

图5。在a)25°C、80%RH和b)85°C、40%RH条件下，含和不含Ti3C2Clx的无封装器件在空气中的长期稳定性。

三、全文总结

综上所述，我们提出了一种新的缺陷钝化和应变释放策略，将以cl端的Ti3C2MXene加入钙钛矿薄膜的体积和表面，以实现稳定高效的全无机CsPbBr3钙钛矿太阳能电池。由于钙钛矿晶格中Pb2+离子与Ti3C2ClxMXCene中终止Cl原子的界面形成，钙钛矿膜界面和晶界处的缺陷和膨胀晶格明显愈合，发挥表面晶格“带”的作用，其中Pb-Cl键代表“胶”，Ti3C2固定晶格。结果表明，最佳的全无机CsPbBr3PSC的效率高达11.08%，超高Voc为1.702V，是CsPbBr3太阳能电池最高的PCE和电压记录。此外，未封装的太阳能电池在高湿度(80%RH)和高温(85°C)条件下，分别在100天和30天内具有良好的稳定性。我们的研究结果为制备高质量的无缺陷钙钛矿薄膜开辟了一条新的途径，这不仅有利于制备高性能的钙钛矿太阳能电池，也有利于其他基于钙钛矿的光电器件。

文章链接：

https://doi.org/10.1002/advs.202101418

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