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    有机胺盐钝化钙钛矿太阳能电池,稳定性达到创

    发布时间:2020-06-20 18:27编辑:来源:农业机械点击:1297

      图片:高级能源材料(2020)DOI:10.1002/aenm.202000197

      钝化是减少缺陷和抑制非辐射重组的有效方法。研究人员将有机胺盐(如碘化苯乙胺,PEAI)成功用于钝化钙钛矿表面,实现了创世界纪录的转化效率。

      但是,PEAI处理的钙钛矿对温度敏感。在高温下,PEAI将与原始的三维(3-D)钙钛矿反应形成2-D钙钛矿,这会影响设备的稳定性。此外,应做更多的工作来进一步探索铵盐的钝化机理。

      在Advanced Energy Materials发表的一项最新研究中,由中科院福建物质结构研究所高鹏教授领导的研究小组报告了一种规模化的胺方法,可通过减少界面介导重组开发高效钙钛矿太阳能电池。

      研究人员使用独特的大量的1-萘甲胺碘化物(NMAI)对CsFAMAA三阳离子3-D钙钛矿膜进行后处理,以钝化钙钛矿的表面和界面,从而减少非辐射重组。

      他们发现,与PEAI不同,NMAI后处理即使在较高的退火温度(100°C)下也几乎保留了NMAI盐本身在钙钛矿膜表面的作用,而不是转化为低维钙钛矿,这得到密度泛函理论(DFT)计算和X射线衍射(XRD)测量的支持。

      尽管研究人员已采用NMAI通过一步制备高效率钙钛矿发光二极管(LED)的方法制备了准2-D/3-D钙钛矿,但这种介电铵盐不仅可以通过化学钝化有效地减少缺陷重组,还通过诱导能级弯曲来延迟电荷积累,并防止由于电荷阻挡而导致少数载流子复合。

      经NMAI处理的设备显示出更多的电致发光,这直接证明NMAI处理实质上抑制了整个设备中钙钛矿表面/界面处的非辐射重组。

      此外,研究人员获得的光电转换效率为21.04%,最大开路电压高达1.20V,并增强了稳定性,在3240小时后保持了其初始效率的98.9%。

      这项研究为有机铵盐的钝化机理提供了新见解,并为今后开发改进的钝化层提供了指导。




      太阳能电池