利用“溶剂配位-反溶剂萃取”技术提高钙钛矿转化速率和电池性能研究
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- 论文作者：翟光美 ; 张继涛 ; 邵智猛 ; 高文辉 ; 张彩峰 ; 许并社
- 年：2017
- 作者机构：太原理工大学新材料工程技术研究中心新材料界面科学与工程教育部重点实验室;
- 论文关键词：溶剂 ; 反溶剂 ; 钙钛矿转化 ; 微纳结构界面
- 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：837k
- 原文格式：D
- 会议级别：全国
摘要
有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池因具有可低温溶液工艺制备和光电转换效率高等优势,在低成本、高效率光伏器件领域具有极大的发展潜力。两步连续沉积方法是制备高质量钙钛矿薄膜和高效率介孔结构钙钛矿电池的常用方法,但将其应用于制备双层介孔结构和/或平面结构钙钛矿电池时,PbI_2不能快速、高效转化为钙钛矿的问题出现,这对器件效率、稳定性和制造可重复性等均造成不利影响。针对这一问题,本工作发展了一种"溶剂配位-反溶剂萃取(SCAE)"技术以制备具有微纳结构界面的PbI_2薄膜,并通过微纳结构界面诱导碘化铅快速、高效转化成高质量钙钛矿薄膜及其高性能电池。实验结果表明PbI_2-溶剂分子络合物中间相不仅有助于微纳结构PbI_2薄膜的形成,而且在反溶剂萃取过程中有助于限制PbI_2晶粒的快速长大。以具有微钠结构界面的PbI_2薄膜为模板,甲胺铅碘钙钛矿薄膜的完全转化时间可以从传统方法的一小时缩短至十分钟以下。通过优化反溶剂停留时间,利用SCAE技术制得的钙钛矿电池效率达到15%以上,远优于传统方法制得的器件效率。本工作的研究结果不仅阐明了PbI_2薄膜微观形貌的可调性,而且也表明了其表(界)面结构对钙钛矿转化过程、薄膜质量乃至器件性能的重要影响。
引文
[1]Jitao Zhang,Guangmei Zhai*,Wenhui Gao,Caifeng Zhang,Zhimeng Shao,Fuhong Mei,Jianbing Zhang,Yongzhen Yang,Xuguang Liu,and Bingshe Xu.Journal of Materials Chemistry A,2017,5,4190.