近年来,随着钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells,PSCs)的快速发展,其光电转化效率(PCE)已从最初的3.8%增加到26.8%,而全无机PSCs因具有较好的热稳性更是成为目前的主要研究热点。电子传输层作为PSCs的核心部分,对钙钛矿薄膜的成...近年来,随着钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells,PSCs)的快速发展,其光电转化效率(PCE)已从最初的3.8%增加到26.8%,而全无机PSCs因具有较好的热稳性更是成为目前的主要研究热点。电子传输层作为PSCs的核心部分,对钙钛矿薄膜的成膜质量起到至关重要的作用。ZnO因具有相对较宽的带隙和可观的电子迁移速率,成为PSCs最常见的电子传输材料之一。因此,实现对ZnO半导体薄膜的可控制备对获取高效率器件具有重要的意义。本文通过控制不同前驱体浓度、不同退火时间及温度等制备条件,得到不同形貌的ZnO电子传输层,并采用扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD),紫外线可见分光光度计(UV-Vis)等测试方法对薄膜进行表征,研究其对全无机CsPbI3钙钛矿层以及电池器件PCE的影响规律。结果表明:随着ZnO前驱体浓度由0.25 mol·L^(-1)增加至0.75 mol·L^(-1),钙钛矿薄膜的结晶性、成膜质量、相稳定性呈现先变好后变差的趋势;并且在前驱体浓度为0.5 mol·L^(-1),300℃退火5 min的条件下得到的ZnO电子传输层,组装全无机钙钛矿电池器件可获得最高6.37%的光电转换效率,在氮气氛围中保持480 h后仍可维持初始效率的79.1%。展开更多
钙钛矿材料凭借其优异的性能可作为太阳能器件吸收层而备受关注。针对溶液法制备的钙钛矿吸收层薄膜残留PbI_(2)问题,提出了去除—钝化—退火3步法策略。首先采用正丁醇与环己烷(体积比为1∶4)的共溶剂对钙钛矿薄膜进行清洗,随后使用含...钙钛矿材料凭借其优异的性能可作为太阳能器件吸收层而备受关注。针对溶液法制备的钙钛矿吸收层薄膜残留PbI_(2)问题,提出了去除—钝化—退火3步法策略。首先采用正丁醇与环己烷(体积比为1∶4)的共溶剂对钙钛矿薄膜进行清洗,随后使用含有4-三氟甲氧基苯乙基碘化胺(phenethylammonium iodide with trifluoromethoxy groups,CF_(3)O-PEAI)的叔戊醇与环己烷(体积比为1∶4)的混合溶液钝化表面,最后进行退火处理。通过该策略不但能有效去除钙钛矿薄膜表面残留PbI_(2),且能使晶粒致密性更好、晶粒面积增大,整体优化了表面结晶形貌。制备的器件光电转换效率从17.93%提升至20.59%,相对提高了14.80%。研究结果表明,采用该策略在有效去除残留PbI_(2)的同时,还能较好地修复清洗后的表面.,最终使器件性能得到了提升。展开更多
文摘钙钛矿材料凭借其优异的性能可作为太阳能器件吸收层而备受关注。针对溶液法制备的钙钛矿吸收层薄膜残留PbI_(2)问题,提出了去除—钝化—退火3步法策略。首先采用正丁醇与环己烷(体积比为1∶4)的共溶剂对钙钛矿薄膜进行清洗,随后使用含有4-三氟甲氧基苯乙基碘化胺(phenethylammonium iodide with trifluoromethoxy groups,CF_(3)O-PEAI)的叔戊醇与环己烷(体积比为1∶4)的混合溶液钝化表面,最后进行退火处理。通过该策略不但能有效去除钙钛矿薄膜表面残留PbI_(2),且能使晶粒致密性更好、晶粒面积增大,整体优化了表面结晶形貌。制备的器件光电转换效率从17.93%提升至20.59%,相对提高了14.80%。研究结果表明,采用该策略在有效去除残留PbI_(2)的同时,还能较好地修复清洗后的表面.,最终使器件性能得到了提升。
