金属离子替换的有机-无机钙钛矿太阳能电池及其迟滞现象

• 作者: 叶枫叶 王成 赖君奇 陈琪 陈立桅
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: 有机-无机钙钛矿太阳能电池 金属离子替换 平面异质结 异常迟滞现象 离子迁移 扫描开尔文探针显微镜
• 年，卷（期）: 2019,（10）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 1084-1093
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/N972018-01174

摘要

注入金属离子替换有机-无机钙钛矿中参与成键的Pb2+可以有效调控其结晶动力学、薄膜形貌和光电特性,因此,通过优化Pb2+替换比例提高钙钛矿太阳能电池性能是当前的研究热点之一.但是,Pb2+替换对器件异常迟滞现象的影响却缺乏深入的研究.本文采用Cd2+替换的MAPbI3为模型体系,研究了不同Cd2+浓度下MAPbI3材料性质及其平面异质结光伏器件(结构为ITO/NiOx/Cd-MAPbI3/PCBM/Ag)性能的变化趋势.研究结果表明,优化比例(0.5％)的Cd2+可以有效增强材料结晶性、改善薄膜形貌,降低非辐射复合,提高光生载流子寿命,从而大幅提高器件性能.而Cd2+替换比例过高(＞2.5％)时,钙钛矿薄膜中不仅会出现相分离阻碍电荷传输,而且其非辐射复合加剧,光生载流子寿命降低,最终导致器件性能下降.与此同时,过量的Cd2+注入还会引起严重的迟滞现象,利用扫描开尔文探针显微镜(SKPM)证实这一现象与钙钛矿薄膜中显著的离子迁移有关.