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共轭有机阳离子助力高效自修复FASnI3太阳能电池

DOI：10.1016/j.joule.2019.08.023 期刊：Joule 出版年份：2019 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 在锡基钙钛矿薄膜中引入大体积胺（LVA）已被证明可使无铅钙钛矿太阳能电池（PSCs）获得可观的功率转换效率（PCE）。然而，目前采用的LVA（如苯乙基铵[PEA]和丁基铵[BA]）具有绝缘性，可能阻碍钙钛矿薄膜内的电荷提取。本文在甲脒锡碘（FASnI3）钙钛矿中引入共轭LVA——3-苯基-2-丙烯-1-胺（PPA）。结果表明，PPA的掺入使FASnI3薄膜晶粒尺寸增大、陷阱密度降低、择优取向增强、电荷提取效率提高且结构稳定性提升。这些积极效应助力实现高效PSCs，其PCE高达9.61%，迟滞效应可忽略且稳定性优异（1440小时后仍保持初始PCE值的92%）。此外，PPA的存在使PSCs具备自修复能力。最重要的是，我们报道了大面积（1×1 cm2）锡基PSCs实现了7.08%的PCE。
作者： Chenxin Ran，Weiyin Gao，Mercouri G. Kanatzidis，Zhaoxin Wu
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过引入共轭大体积胺（LVA）作为添加剂来改性FASnI3薄膜，以开发高效稳定的无铅钙钛矿太阳能电池（PSCs），旨在提升薄膜质量、电荷提取效率及器件稳定性。

研究成果

将共轭LVA（PPA）引入FASnI3钙钛矿薄膜中，显著提升了薄膜质量、电荷提取效率及器件稳定性，从而获得效率达9.61%的高效钙钛矿太阳能电池，并展现出自修复效应。大面积锡基钙钛矿太阳能电池实现了7.08%的转换效率，凸显了环保无铅光伏器件的应用潜力。

研究不足

该研究受限于需进一步优化PPA含量以实现光伏性能与稳定性的最大化。大面积器件制备工艺的可扩展性也面临挑战。

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