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通过真空升华法制备无掺杂晶体螺-OMeTAD层提升钙钛矿太阳能电池的稳定性

DOI：10.1002/aenm.201901524 期刊：Advanced Energy Materials 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 阻碍有机金属卤化物钙钛矿基太阳能电池最终实现应用的主要障碍，仍是其在持续光照、环境条件和高温下稳定性较差的问题。本文首次展示了最广泛使用的固态空穴传输材料（SSHC）——螺环-OMeTAD[2,2′,7,7′-四(N,N-二对甲氧基苯胺)-9,9′-螺二芴]的真空加工工艺，并揭示其无掺杂晶体形态如何使钙钛矿太阳能电池（PSC）的稳定性获得前所未有的提升：相较于溶液法制备的参照组及空气退火至200°C的处理条件，连续光照下的稳定性提升约两个数量级。研究表明，真空沉积过程中对样品温度的控制能增强SSHC的结晶度，使其沿π-π堆叠方向形成择优取向。这些成果可能成为实现混合型有机卤化物PSC及发光二极管全真空加工的里程碑，对开发耐久性器件具有重要影响。通过采用扫描电子显微镜、X射线衍射、掠入射小角X射线散射与掠入射广角X射线散射、X射线光电子能谱以及卢瑟福背散射能谱等系列互补表征技术，全面阐明了真空升华制备的螺环-OMeTAD层的微观结构、纯度及结晶特性。
作者： Angel Barranco，Maria C. Lopez-Santos，Jesus Idigoras，Francisco J. Aparicio，Jose Obrero-Perez，Victor Lopez-Flores，Lidia Contreras-Bernal，Victor Rico，Javier Ferrer，Juan P. Espinos，Ana Borras，Juan A. Anta，Juan R. Sanchez-Valencia
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过采用真空升华法制备无掺杂晶体螺-OMeTAD层，展示钙钛矿太阳能电池（PSCs）稳定性的提升，以解决PSCs在长时间光照、环境条件和高温下稳定性差的问题。

研究成果

无掺杂晶体Spiro-OMeTAD层的真空处理显著提升了钙钛矿太阳能电池在持续光照及空气环境200°C退火后的稳定性。通过控制沉积温度可优化Spiro-OMeTAD层的结晶度和微观结构，从而改善光伏性能与稳定性。

研究不足

该研究聚焦于采用真空升华法制备Spiro-OMeTAD层的钙钛矿太阳能电池的稳定性与性能表现，但未深入探究真空沉积工艺的可扩展性，也未在测试参数范围之外评估不同环境条件下的长期稳定性。

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