研究目的
研究退火温度对水合钙钛矿形成的影响以及水分对不同类型钙钛矿的作用,旨在阐明水合钙钛矿的形成条件并为高效钙钛矿太阳能电池的制备提供参考。
研究成果
研究表明,60℃是水合物相形成的最佳温度,能提升钙钛矿薄膜的结晶度并优化其形貌均匀性,从而有助于制备高效且重现性良好的钙钛矿太阳能电池。此外,水的影响主要取决于钙钛矿本身的阳离子,这表明需要进一步开展理论和实验研究来验证"水效应仅适用于含大量N-结合氢(HN)原子的钙钛矿"这一假设。
研究不足
该研究聚焦于退火温度和含水量对水合钙钛矿形成的影响及其对器件性能的作用。然而,水与钙钛矿阳离子相互作用的潜在机制以及器件在工作条件下的长期稳定性尚未得到充分探究。
1:实验设计与方法选择:
开发了两步退火法研究水分对不同钙钛矿的影响。第一步退火(1-A)温度范围为40至100℃,第二步退火(2-A)在120℃下保持10分钟。
2:样品选择与数据来源:
采用常规FA0.85MA0.15PbI2.55Br0.45双阳离子钙钛矿作为模型体系。直接向钙钛矿前驱体中添加水分,控制含量为2%(体积比)。
3:85MA15PbI55Br45双阳离子钙钛矿作为模型体系。直接向钙钛矿前驱体中添加水分,控制含量为2%(体积比)。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:进行了X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)及光伏性能测试。
4:实验步骤与操作流程:
采用两步退火法沉积钙钛矿,并系统分析了其相结构、形貌、结晶度及光学特性。
5:数据分析方法:
通过XRD评估钙钛矿的晶体结构;根据XPS谱图中两个峰的面积估算水合钙钛矿的组成;采用SEM和AFM研究形貌;使用太阳光模拟器测量光伏性能。
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