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采用不同接触材料的溶液法制备CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub>PbI<sub>3</sub>钙钛矿太阳能电池中电致发光瞬态特性与稳态太阳光输出的相关性

DOI：10.1088/1361-6463/ab60ec 期刊：Journal of Physics D: Applied Physics 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 记录了溶液法制备的CH3NH3PbI3钙钛矿太阳能电池在不同偏置电压条件下的电致发光（EL）瞬态过程。这些EL瞬态具有可逆性，在1至10秒范围内呈现急剧上升和峰值，随后信号在30至60秒内衰减。我们探讨了不同特征的可能成因：偏压期间主导复合区域的变化导致EL增强，而EL衰减阶段则源于离子迁移诱导的非辐射复合中心。此外，当极化电压斜升时EL瞬态缩短，表明微观机制随电场增强而加速。采用致密型（而非介孔型）TiO2电子接触层制备的电池展现出更快的动力学特性，凸显了动力学与界面性质的关联。使用不同空穴接触层的实验表明，在接近30°C（与MAPI材料已知四方相向立方相转变温度37°C相近）时，可观察到所述行为特征及瞬态峰值时间。稳态EL方面，不同空穴传输层材料样品的开路电压与EL强度具有相关性。温度依赖性EL瞬态也呈现非单调特性——在约30°C时（接近MAPI材料37°C的晶相转变温度）同时出现EL强度峰值和峰值时间峰值。
作者： Matías Andrés Córdoba，W. Herrera，A. Koffman-Frischknecht，N. Correa，M.D. Perez，K. Taretto
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究采用不同接触材料的溶液法制备CH3NH3PbI3钙钛矿太阳能电池中电致发光瞬态特性及其与稳态光伏输出的相关性。

研究成果

研究表明，钙钛矿太阳能电池中的电致发光瞬态过程受接触材料和偏置条件影响，在采用致密TiO2电子接触层的电池中观察到更快的动力学响应。这些电致发光瞬态与太阳能工作状态下的开路电压相关联，温度依赖性测量显示在接近钙钛矿材料相变温度的30°C附近存在非单调变化行为。

研究不足

该研究的局限性在于所使用的钙钛矿太阳能电池材料和制备方法可能无法代表所有钙钛矿太阳能电池结构。此外，由于离子迁移和界面复合等多种机制的相互作用，电致发光瞬态过程的解释较为复杂。

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