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通过顺序沉积实现操作稳定的卤素工程钙钛矿太阳能电池

DOI:10.1002/aenm.201902239 期刊:Advanced Energy Materials 出版年份:2019 更新时间:2025-09-12 10:27:22
摘要: 钙钛矿太阳能电池(PSCs)的性能取决于钙钛矿材料的合成方法和化学组成。迄今为止,采用两步顺序沉积法制备的先进组分(FAPbI3)1?x(MAPbBr3)x(x < 0.05)钙钛矿的PSCs已实现创纪录的功率转换效率(PCE),而采用典型组分Cs0.05FA0.81MA0.14Pb(I0.85Br0.15)3(含更多溴)的一步反溶剂滴加法制备的PSCs则展现出更优异的长期运行稳定性。因此,通过卤素工程提高顺序沉积钙钛矿膜中溴含量的方法,有望使PSCs的运行稳定性接近反溶剂滴加法制备的钙钛矿材料水平。本研究设计了一种富溴晶种生长法,将高溴含量钙钛矿晶种溶液引入PbI2前驱体,从而实现钙钛矿膜中的溴掺杂。采用富溴晶种生长法制备的光伏器件表现出21.5%的PCE,与低溴含量PSCs的21.6%相当。然而,高溴含量PSCs的运行稳定性显著提升,在1倍太阳光照射下最大功率点跟踪500小时后仍保持超过80%的初始PCE。这项工作凸显了卤素组成对PSCs运行稳定性的关键作用,并提出了一种通过顺序沉积法将溴掺入混合阳离子-卤化物钙钛矿膜的有效途径。
作者: Qi Li,Yao Zhao,Wenke Zhou,Zhengyuan Han,Rui Fu,Fang Lin,Dapeng Yu,Qing Zhao
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研究概述 实验方案 设备清单

研究溴含量对钙钛矿太阳能电池(PSCs)运行稳定性的影响,并开发一种通过顺序沉积法将更高溴含量引入钙钛矿薄膜的方法,在不牺牲功率转换效率(PCE)的情况下提高其稳定性。

富溴晶种生长法能有效将溴掺入钙钛矿薄膜,在不明显牺牲光电转换效率(PCE)的前提下提升其工作稳定性。高溴含量钙钛矿太阳能电池(PSCs)在连续运行500小时后仍保持初始PCE的80%以上,凸显了卤素组分对PSC稳定性的关键作用。

该研究聚焦于溴含量对运行稳定性的影响,并未深入探究可能影响钙钛矿太阳能电池性能的其他因素。该方法对其他钙钛矿组分或制备工艺的适用性尚未充分研究。

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