近日，物质学院陈刚课题组在钙钛矿太阳能电池的研制与机理探究方面再次取得重要成果。他们研发了一种新型甲脒（FA）基二维钙钛矿材料，并获得了业界迄今为止效率最高、稳定性最好的二维钙钛矿太阳能电池器件。目前，该成果以Highly thermostable and efficient formamidinium-based low-dimensional perovskite solar cells为题，发表于国际知名学术期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）。 作为一种新兴的光伏技术，钙钛矿太阳能电池的光电转换效率迅速提升，但其环境稳定性差的缺点是制约其进一步产业化应用的主要阻碍。研究表明，通过引入长链有机阳离子形成二维钙钛矿可以有效提高材料的环境稳定性。目前，大多数二维钙钛矿都属于Ruddlesden-Popper（RP）类型，并且含有热不稳定的甲胺分子（MA），这导致了器件的光伏效率低和稳定性差。陈刚课题组研发了一种新型的不含MA的二维Dion-Jacobson相（DJ）钙钛矿结构，其通式为(PDA)(FA)n-1PbnI3n+1，其中甲脒（FA）为中心阳离子，有机间隔阳离子为丙烷二胺（PDA）。在这种FA基的二维DJ相钙钛矿材料中，FA可以有效地提高钙钛矿薄膜的热稳定性，PDA则通过氢键作用链接两层钙钛矿面来提高载流子的传输能力。
