伴随式反溶剂工程控制钙钛矿晶粒二次生长及其高效太阳能电池

• 作者: 刘桐 董晓菲 黎俊聪 刘红丽 王世荣 李祥高
• 来源期刊: 中国科学:材料科学(英文版)
• 学科: 工学
• 关键词: 钙钛矿太阳能电池 能量转换效率 二次生长 钙钛矿薄膜 反溶剂 活性层 邻二氯苯 溶剂挥发
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 页码范围: 267-276
• 页数: 10页
• 分类号: TM9

摘要

钙钛矿活性层的晶界数量和界面性质是影响太阳能电池性能的关键因素.本文建立了一种简单快捷的伴随退火工艺,采用反溶剂邻二氯苯(o-Ph Cl2)或氯苯(Ph Cl)抑制FA(0.80)MA(0.15)Cs(0.05)Pb-(I(0.85)Br(0.15))3薄膜退火阶段溶剂分子的挥发,诱导晶粒二次生长.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了反溶剂分子对钙钛矿薄膜晶相转变、晶界融合和形貌演化的影响,阐明了反溶剂分子能够有效抑制薄膜中溶剂挥发、促进微晶溶解并沿大晶粒表面的二次有序生长的机制.研究表明,通过该反溶剂工程能够有效增大活性层的晶粒尺寸,钝化表面缺陷,促进载流子的分离与传输,提高钙钛矿太阳能电池的能量转换效率(PCE)和稳定性.由oPh Cl2诱导二次生长的钙钛矿薄膜制备的器件PCE达到20.72%,在室内自然环境,45%±5%相对湿度下老化2400 h,电池的效率保持在初始值的85%以上.