钙钛矿太阳能电板（PSCs）买卖化的主要挑战之一是达成高功率转机成果（PCE）和弥散的踏实性。

因此，北京大学周欢萍教养和张艳锋教养等东说念主将晶圆级贯穿单层MoS2缓冲层通过涟漪经由集成在钙钛矿层的顶部和底部，达成了高功率转机成果（PCE）和弥散的踏实性。这些薄膜在物理上阻拦了钙钛矿离子向载流子传输层的迁徙，并通过强配位互相作用在化学上踏实了甲酰胺铅碘化物相。灵验的化学钝化是由于Pb-S键的酿成，而少数载流子则通过I型带陈设被抵御。具有MoS2/钙钛矿/MoS2设立的平面p-i-n PSCs（0.074平素厘米）和模块（9.6平素厘米）达成了高达26.2%（认证稳态PCE为25.9%）和22.8%的PCE。此外，这些缔造推崇出优异的干冷（85°C和85%相对湿度）踏实性，在1200小时后PCE亏蚀小于5%，而况在高温（85°C）运行踏实性方面推崇出色，在1200小时后PCE亏蚀小于4%。

关系著述以“Wafer-scale monolayer MoS2 film integration for stable, efficient perovskite solar cells”为题发表在Science上。

参谋布景

钙钛矿太阳能电板（PSCs）仍是达成了逾越26%的功率转机成果（PCE），但由于其软晶格结构和相对较弱的键，卤化物钙钛矿在太阳能电板运行经由中容易降解。即使袭取封装来隔绝水分和氧气，钙钛矿在热、光照耀和电场等应力下的不踏实性仍然是达成买卖化之前需要克服的关节困难。具体来说，热和光容易激活钙钛矿晶格内的离子劣势，这些劣势在电场下介导钙钛矿薄膜中严重的离子迁徙。离子迁徙会导致钙钛矿薄膜发生雄壮变化，进而导致其他功能层进一步降解，这会恶化PSCs在始终运行中的性能。因此，减少离子迁徙关于增强钙钛矿光伏（PVs）的始终踏实性至关环节。

无数的参谋责任悲惨于遏制离子迁徙。界面工程已成为一种可行的战术，通过钝化可出动的带电劣势和排斥离子迁徙旅途，物理和/或化学地遏制离子迁徙。卤化物盐、无机氧盐、有机分子和团聚物是最常用的钝化剂，它们与钙钛矿酿成共价键、离子键或其他次级互相作用。这种化学互相作用将灵验地钝化负或正电荷劣势，并显耀减少阳离子和阴离子的迁徙，相当是碘离子。此外，各式贯穿的抵御层，如石墨烯繁衍物和MXenes，不错引入到钙钛矿的上名义或埋藏界面，以阻断离子向载流子传输层（CTLs）的迁徙旅途。钝化剂常常只在界面局部起作用，而且由于抵御层的电荷导电性差或带隙宽，抵御层也可能在一定进度上阻拦电荷载流子的传输。千里积在三维（3D）钙钛矿薄膜上的烷基铵卤化物有后劲酿成共形且贯穿的层，但可能会在光或热下碰到结构维度编削，这将导致界面重构和驱动性能的丧失。

一种大概充分阻断离子迁徙但又不妨碍载流子传输的踏实界面不错科罚这些问题，即在理念念情况下，在钙钛矿名义酿成一个紧凑、超薄的缓冲层。千里积金属氧化物和金属氟化物等无机物资不错容纳紧凑和超薄层的酿成，但所需的物理气相千里积方法会龙套钙钛矿或无法达成化学钝化。因此，非龙套性地制造一个贯穿且紧凑的单层缓冲层以最终固定离子并最小化离子迁徙通说念仍然是一个挑战。

主要内容

作家在空穴传输层（HTL）/钙钛矿和钙钛矿/电子传输层（ETL）界面集成了晶圆级单层MoS₂中间层。践诺表征和表面筹议标明，晶圆级MoS₂薄膜在物理上阻断了钙钛矿向CTLs的离子迁徙，同期通过强配位互相作用在化学上踏实了α相FAPbI3。MoS2中间层还通过Pb-S键提供了灵验的化学钝化，并通过I型带陈设抵御了少数载流子。单层MoS₂的原子薄度（<1 nm）克服了钝化质料和串联电阻之间的衡量，迪士尼彩乐园并最大化了PSCs的开路电压（认证Vax=1.20 V）和填充因子（认证FF=84.3%）。

因此，作家在异常PSCs中达成了认证稳态PCE为25.9%，在异常钙钛矿小模块（9.6 cm2）中PCE高达22.8%。此外，所得PSCs展现了出色的干冷踏实性和运行踏实性。值得防护的是，具有MoS2/FAPbI3/MoS2设立的异常PSCs在干冷测试条目[85°C和85%相对湿度（RH）]下1200小时后保握了其驱动PCE的>95%，而况在室温（RT）下贯穿1太阳光照下最大功率点（MPP）追踪2000小时后成果果然莫得下跌。议论器件展现了显耀的高温运行踏实性，在85°C下MPP追踪1200小时后保握了其驱动PCE的>96%。本文的参谋通过界面工程将卤化物钙钛矿和二维材料议论起来，这不仅延伸了二维材料的应用，还为晋升基于钙钛矿的光电子器件的性能提供了本色框架。

图1：单层MoS2薄膜的制备、表征和涟漪。

图2：设立踏实性。

图3：设立的表征。

图4：钙钛矿太阳能电板的性能。

总的来说，晶圆级单层MoS₂薄膜不错动作钙钛矿层顶部和底部的理念念缓冲层，贯穿的晶圆级单层二维模式不错在物理上阻断离子迁徙，最终固定离子并最小化离子迁徙通说念，从而达成PSCs的出色踏实性。同期，钙钛矿与MoS₂之间的强键互助用在化学上钝化了钙钛矿的劣势，从而减少了钙钛矿界面处载流子的非辐照复合，晋升了器件成果。迄今收尾，尚未关联于开导晶圆级单层无机二维薄膜以最小化钙钛矿基器件界面处离子迁徙的报说念。它诈欺了二维材料的不凡特点（举例，吊挂的目田名义、原子厚度和贯穿的二维模式），来制造高效且踏实的卤化物PSCs。此外，这些发现将二维材料和软晶格光电子材料议论起来，用于异质结工程，这不错延伸到其他关系限度中高效且踏实器件的构建。

文件信息

Huachao Zai†, Pengfei Yang†, Jie Su†, Ruiyang Yin†, Rundong Fan, Yuetong Wu, Xiao Zhu,Yue Ma, Tong Zhou, Wentao Zhou, Yu Zhang, Zijian Huang, Yiting Jiang, Nengxu Li, Yang Bai,Cheng Zhu, Zhaohui Huang, Jingjing Chang, Qi Chen, Yanfeng Zhang*, Huanping Zhou*, Wafer-scale monolayer MoS2 film integration for stable, efficient perovskite solar cells, Science,

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