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通过两阶段电场辅助反应沉积法制备的(CH3NH3)3Bi2I9钙钛矿薄膜用于太阳能电池应用

DOI：10.1016/j.electacta.2019.135173 期刊：Electrochimica Acta 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 碘化甲基铵铋((CH3NH3)3Bi2I9, MBI)因其空气稳定性和低毒性成为钙钛矿太阳能电池(PSCs)的理想替代材料。本研究首次采用两阶段电场辅助反应沉积法制备MBI薄膜，并基于该薄膜组装了PSCs器件进行表征。系统研究了电压参数(施加模式、脉冲及时间等)对MBI薄膜形貌、晶体结构及其光伏性能的影响规律。通过调控电压模式可实现晶体生长的精准控制，获得大晶粒尺寸的致密MBI薄膜。特别值得注意的是，电化学沉积制备的MBI薄膜无需退火处理。实验确定方波(交流)电压模式(-7.3 V/+1 V, 5 Hz, 5 min)沉积的MBI薄膜使PSCs获得最优性能，所有器件在>50%湿度环境空气中展现出超过300小时的长期稳定性。本研究将为无铅PSCs的电化学沉积技术应用提供重要启示。
作者： Yulong Wang，Yue Liu，Ya Xu，Congqiang Zhang，Huaxi Bao，Jia Wang，Zhiguang Guo，Li Wan，Dominik Eder，Shimin Wang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究通过两阶段电场辅助反应沉积法制备用于太阳能电池的甲基铵铋碘((CH3NH3)3Bi2I9, MBI)薄膜，重点探讨电参数对MBI薄膜形貌、晶体结构及其光伏性能的影响。

研究成果

通过一种新型无退火电化学沉积法成功制备了适用于太阳能电池的MBI薄膜。电学参数对MBI薄膜的形貌和结构具有显著影响。采用方波（交流）电压模式沉积MBI薄膜制备的光伏器件表现出更优的性能。所有器件在环境空气中存放300小时以上，其光电转换效率基本保持不变。该电化学沉积法未来可广泛应用于其他光电器件。

研究不足

该研究聚焦于MBI薄膜的制备与表征及其在钙钛矿太阳能电池中的应用，但器件的光电转换效率（PCE）相对较低。需进一步优化电化学沉积工艺和器件结构以提高PCE。

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