溶剂萃取法制备α-FAPbI3钙钛矿薄膜

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• 论文作者：张月 ; 颜双 ; 孙丹丹 ; 谢广文
• 年：2017
• 作者机构：青岛科技大学材料学院;
• 论文关键词：钙钛矿太阳能电池 ; 溶剂萃取 ; 甲脒铅碘
• 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：815k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

有机铅碘钙钛矿材料(如CH_3NH_3PbI_3,MAPbI_3和NH_2CH=NH_2PbI_3,FAPbI_3)具有合适的带隙、低廉的成本,且可溶液法制备等优势,引起了人们的广泛关注。被认为是目前最有商业化前景的新一代太阳能电池器件之一。2009年,有机无机杂化钙钛矿的光电转换效率只有3.8%~([1]),经过短短几年的发展,其认证的效率已经达到22.1%~([2])。MAPbI_3材料是研究最为广泛的钙钛矿阳能电池材料,但稳定性相对较差。通过调控钙钛矿的有机组可以提高其稳定性,所以制备高质量FAPbI_3材料是理论上提高钙钛矿电池热稳定性的重要途径。然而,在介孔结构太阳能电池中,直接旋涂形成的是黄相非钙钛矿相δ-FAPbI_3,这是由于介孔结构的束缚作用而存在高的势垒,使得δ-FAPbI_3即使高温退火也不能发生相变形成α-FAPbI_3,所以在介孔结构中直接制备黑相α-FAPbI_3钙钛矿薄膜仍然是一个挑战。最近周圆圆等~([3])报道采用溶剂萃取的方法常温制备MAPbI_3钙钛矿薄膜,我们对此方法进行了改进,用此方法在介孔结构中成功直接制备出黑相α-FAPbI_3钙钛矿。与制备MAPbI_3相比,FAPbI_3薄膜旋涂后中间易出现不均匀问题,导致薄膜粗糙影响器件性能。我们通过提高转速、延长旋涂时间和采用混合溶剂获得了均匀的薄膜。此方法制备的FAPbIo3钙钛矿薄膜在14℃退火6h后薄膜颜色基本不变,而相对比的MAPbI_3基本完全分解为黄色,显示出更加优良的热稳定性。这为在介孔结构中直接制备热稳定性良好的FAPbI_3钙钛矿薄膜提供了一个新的思路。

引文

[1]Kojima A,Teshima K,Shirai Y,et al.Journal of the American Chemical Society,2009,131(17):6050-6051.
    [2]Best Research-Cell Effciencies(National Renewable Energy Laboratory,2017);http://www.nrel.gov/ncpv/images/efficiency_chart.jpg.
    [3]Zhou Y,Yang M,Wu W,et al.Journal of Materials Chemistry A,2015,3(15):8178-8184.