背景介绍：

         钙钛矿太阳能电池的界面钝化已成为实现理想性能的关键，在三维（3D）钙钛矿吸光层上制备二维（2D）钙钛矿薄层进行界面钝化是提高钙钛矿器件效率的最常用策略之一。多数钙钛矿太阳能电池尤其是具备2D钝化层的器件在陈化过程的初期都会出现器件性能逐渐增强的情况，这一现象被普遍认为与spiro-OMeTAD空穴传输层的氧化进程有关，而二维钝化层在此过程中的变化及其钙钛矿器件性能的影响尚有待研究。

研究方法：

本文通过对齐空穴传输层的制备时间和制备无空穴传输层的碳电极器件来降低和彻底消除spiro-OMeTAD氧化过程对提升器件性能的影响,进而研究2D钙钛矿自发弛豫所导致的器件光电性能的变化及其对钙钛矿太阳能电池性能演变过程的影响。

成果简介：

本文研究发现：（1）2D钝化层会自发进行由低n值态向高n值态的弛豫变化；且此弛豫过程在空气环境下会加速进行；（2）2D钝化层的弛豫能够提高钙钛矿上界面电荷传输速率，因此2D钝化层的弛豫是器件陈化初期性能增长的重要因素。（3）得益于2D钝化层的弛豫效应，相应的钙钛矿太阳能电池展现出84.15%的高填充因子。本文为理解2D-3D钙钛矿太阳能电池提供了新的见解，有助于钙钛矿太阳能电池界面工程的深入研究。

图文导读：

图1. (a, b)空气环境下2D-3D钙钛矿薄膜的稳态PL随时间的变化; (c, d)弛豫前后的3D、2D-3D钙钛矿薄膜XRD对比;

 (e, f)弛豫前后的2D-3D钙钛矿薄膜的AFM形貌图像

图2. (a)空气与氮气环境对2D钝化层弛豫过程的影响; (b) 陈化器件洗去空穴传输层后的PL图谱;

 (c, d) 钝化剂溶液浓度对2D钝化层弛豫过程的影响

图3. 无空穴碳电极器件在2D钝化层弛豫前后的电化学性能分析

表. 无空穴碳电极器件在2D钝化层弛豫前后的光电性能变化

图4. 利用弛豫的2D钝化层的钙钛矿太阳能电池光电性能和稳定性与3D标准器件的对比分析

原文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s12274-022-4774-8