通过卤化氨掺杂钙钛矿中间态的研究提高钙钛矿太阳电池性能

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• 论文作者：李聪 ; 张慧娟 ; 杨博 ; 王志斌 ; 谭占鳌
• 年：2017
• 作者机构：华北电力大学;
• 论文关键词：钙钛矿太阳电池 ; 中间态 ; MACl ; MABr ; 稳定性
• 会议召开时间：2017-05-27
• 会议录名称：第四届新型太阳能电池学术研讨会论文集
• 英文会议录名称：Abstract Book of the 4th Conference on New Generation Solar Cells
• 语种：中文
• 分类号：TM914.4
• 学会代码：ZKYQ
• 会议名称：第四届新型太阳能电池学术研讨会
• 会议地点：中国北京
• 主办单位：中国可再生能源学会光化学专业委员会
• 学会名称：中国科学院物理研究所清洁能源实验室
• 页数：1
• 文件大小：929k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

有机-无机杂化钙钛矿材料具有对光的吸收强、电荷迁移率高、带隙可调控、容易加工等优异的电学和化学性能,非常适合作为太阳能电池的活性层。光电转化效率在数年之间已经达到了22.1%,已经超过了非晶硅太阳能电池,具有极大的商业应用前景,引起了科研工作者的广泛研究。钙钛矿薄膜的结晶度和晶粒尺寸对于有效的激子分离和电荷传输至关重要的作用。我们在内分子交换的工艺中通过引入MABr和MACl中间态来调控钙钛矿的结晶过程。比较掺入MABr和MACl两种铵盐得到的钙钛矿薄膜,掺入了MABr的钙钛矿薄膜经X射线能谱(EDS)检测到了溴元素的存在,即最终得到的是FA_xMA_((3-x))PbI_xBr_((3-x))钙钛矿。而掺入了MACl的钙钛矿薄膜中并没有氯元素的存在,且钙钛矿的主要特征峰(110)并未发生明显的移动说明最终得到的是结晶度很高的FAPbI_3钙钛矿。即由中间态向钙钛矿转化的过程中氯元素在热退火的过程中以MACl的形式离开了薄膜,而由于氯元素离开之后晶体之间相互填充得到了结晶度更高,颗粒更大的的钙钛矿薄膜。相应的薄膜性能如吸收、荧光寿命等也有了显著的提高。掺入MACl得到的钙钛矿制备的器件效率达到了19.16%。

引文

[1]Cong Li,Qiang Guo,Wenyuan Qiao,Qi Chen,Shuang Ma,Xu Pan,Fuzhi Wang,Jianxi Yao,Chunfeng Zhang,Min Xiao,Songyuan Dai,Zhan'ao Tan,Organic Electronics,2016,33,194-200.
    [2]Cong Li,Fuzhi Wang,Jia xu,Jianxi Yao,Bing Zhang,Chunfeng Zhang,Min Xiao,Songyuan Dai,Yongfang Li and Zhan'ao Tan,Nanoscale,2015,7,9771-9778.
    [3]Qiang Guo,Cong Li,Wenyuan Qiao,Shuang Ma,Fuzhi Wang,Bing Zhang,Linhua Hu,Songyuan Dai,Zhan'ao Tan,Energy&Environmental Science,2016,9,1486-1494.