化学添加剂工程实现简单制备高效稳定钙钛矿太阳电池

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• 论文作者：吴永真 ; 韩礼元
• 年：2017
• 作者机构：华东理工大学,化学与分子工程学院;National Institute for Materals Science;
• 论文关键词：钙钛矿太阳电池 ; 添加剂 ; 稳定性 ; 高效率
• 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：819k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

可溶液加工的有机-无机杂化钙钛矿太阳电池的光电转换效率已经超过20%,可媲美已商业化的无机化合物薄膜太阳电池(如CIGS、CdTe等),但钙钛矿光伏技术的实用化仍面临稳定性低、缺乏大面积器件制备方法等问题。总所周知,钙钛矿薄膜形貌和结晶质量是影响钙钛矿太阳电池性能的最关键要素,但目前的薄膜制备方法大多面临操作复杂、重复性低、难以实现大面积制备等问题,且结晶质量难以控制。在本工作中,我们将汇报一种化学添加剂工程策略实现简单制备大面积高质量钙钛矿薄膜,其具有钙钛矿晶体尺寸大、缺陷浓度低、表面平整、覆盖度高等特点。采用最简单、使用最光伏的甲胺铅碘钙钛矿(CH_3NH_3PbI_3),通过简单的一步旋涂制备过程,我们在1平方厘米尺寸的器件上获得了超过19%的光电转换效率,并得到第三方公证。更为重要的是,我们发现钙钛矿结晶质量的提高对稳定性,特别是热稳定性有显著的改善作用。基于我们高质量CH_3NH_3PbI_3薄膜的电池器件效率在85 ℃存放条件下500小时后仍能保持初始效率的80%以上。钙钛矿的结晶质量的改善有助于同时提升器件性能和稳定性,化学添加剂工程是实现溶液法简单制备高质量钙钛矿薄膜的一条有效途径。

引文

[1]Y.Z.Wu,X.D.Yang,;W.Chen,;L.Y.Han,*et al.,Perovskite solar cells with 18.21%efficiency and area over 1?cm2 fabricated by heterojunction engineering,Nat.Energy,2016,1,16148.
    [2]Y.Z.Wu,L.Y.Han,*et al.,Adv.Mater.,2017,in press.