温度诱导大晶粒CH3NH3PbI3薄膜用于高性能钙钛矿太阳能电池

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• 论文作者：林泽青
• 年：2017
• 作者机构：华东理工大学材料科学与工程学院超细材料制备与应用教育部重点实验室;
• 论文关键词：有机无机杂化钙钛矿 ; 晶粒尺寸 ; 溶剂
• 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：800k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

具有低带隙、高吸收系数和高载流子迁移率的有机—无机杂化钙钛矿材料引发了太阳能电池领域的巨大变革。短短几年内,经认证的太阳能光电转化效率达到了22.1%,达到了薄膜光伏器件的商业标准。目前主流的成膜方法分为一步法、两步法及气相蒸镀法等等。其中,两步法在制备高效太阳能电池方面展现出非常优越的前景。然而,通过两步法制备的薄膜晶粒很小(亚微米级),进而造成薄膜有很大的晶体缺陷。针对这个问题,本工作以松油醇作为甲胺碘的溶剂,使之与预热过的碘化铅层接触,制备了高质量的具有微米级尺寸的钙钛矿薄膜。与传统异丙醇溶剂相比,该方法能够达到相同的薄膜覆盖率,但能获得更大的晶粒尺寸。调节反应温度,得到的晶粒尺寸也有所不同。加热到100度时,晶粒尺寸为300±81nm;温度升到130度时,晶粒明显变大,尺寸为699±195nm;温度为160度时,晶粒大小达到微米级,平均尺寸为945±219nm。当温度上升至200度时,晶体的最大尺寸能达到1522±292nm,是异丙醇作溶剂的5倍。200度下,用松油醇代替异丙醇作溶剂,钙钛矿电池平均效率从9.81%提升到了14.46%。同时,正扫与反扫测得的效率分别为13.78%和14.20%,表明器件的磁滞也有所下降。本工作为简单溶液法制备高性能、低成本以及高重复率的电池器件提供了新的思路。

引文

[1]Yu Hou,Hua Gui Yang,et al.Chemistry-A European Journal,2017,23(24):5658-5662.
    [2]Yu Hou,Hua Gui Yang,et al.Industrial&Engineering Chemistry Research,2017,56(2):524-529.
    [3]Shuang Yang,Hua Gui Yang,et al.Chemistry of Materials,2014,26(23):6705-6710.