研究目的
研究钙钛矿薄膜在形貌、电子特性和化学成分方面的稳定性,并通过碘溴化物引入化学分解抑制策略来修饰晶体缺陷,从而获得具有抑制滞后效应、优异耐久性和出色功率转换效率(PCE)的钙钛矿太阳能电池(PSCs)。
研究成果
采用溴碘化物进行化学抑制的策略显著提升了钙钛矿太阳能电池的稳定性和效率。改良后的PSCs表现出抑制的迟滞效应、优异的耐久性(5000小时后仍保持初始效率的82%)以及高达21.5%的PCE。引入PDPP4T作为空穴传输材料进一步提升了器件性能。封装技术和Ce3+-CsPbI3纳米晶体涂层分别进一步增强了防水性和PCE。
研究不足
该研究聚焦于采用IBr的化学抑制机制及其对钙钛矿薄膜稳定性和钙钛矿太阳能电池性能的影响。潜在局限性包括IBr改性工艺的可扩展性,以及在超出测试参数范围的不同环境条件下的长期稳定性。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用溴化碘(IBr)化学抑制策略对钙钛矿薄膜进行改性。方法包括制备不同IBr浓度的钙钛矿薄膜,并以常规n-i-p平面异质结结构组装钙钛矿太阳能电池(PSCs)。
2:样本选择与数据来源:
钙钛矿前驱体溶液由FAI、PbI2、MABr和PbBr2溶于无水N,N-二甲基甲酰胺(DMF)与二甲基亚砜(DMSO)混合溶剂配制而成,前驱体溶液中添加不同浓度的IBr。
3:MABr和PbBr2溶于无水N,N-二甲基甲酰胺(DMF)与二甲基亚砜(DMSO)混合溶剂配制而成,前驱体溶液中添加不同浓度的IBr。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包含太阳能电池J-V测试系统、XRD衍射仪、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、紫外/可见/近红外吸收光谱仪及飞秒瞬态吸收光谱仪;材料包括IBr、PbI2、MABr、FAI、PDPP4T及螺-OMeTAD。
4:MABr、FAI、PDPP4T及螺-OMeTAD。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:通过反溶剂辅助一步溶剂工程法沉积钙钛矿薄膜,采用SEM、AFM、XRD及紫外-可见吸收光谱进行薄膜表征。组装PSCs后通过J-V测试、EQE光谱及稳定性测试评估器件性能。
5:数据分析方法:
运用Mott-Schottky曲线、阻抗谱、光致发光(PL)光谱及空间电荷限制电流(SCLC)法分析载流子传输、复合特性及陷阱密度。
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