研究目的
研究挥发性固体乙醇酸(GA)在FA0.85MA0.15PbI3钙钛矿前驱体溶液中的应用,以调控钙钛矿结晶度并提升钙钛矿太阳能电池(PSCs)的功率转换效率(PCE)和稳定性。
研究成果
在钙钛矿前驱体溶液中使用挥发性固体GA能有效调控钙钛矿结晶度,从而提升薄膜质量、降低缺陷密度并增强PSCs的PCE和稳定性。该策略优于使用会残留并增加缺陷密度的非挥发性TGA。
研究不足
该研究聚焦于GA和TGA在FA0.85MA0.15PbI3钙钛矿薄膜中的应用。但该策略对其他钙钛矿组合物的适用性及商业生产过程的规模化问题尚未涉及。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过在钙钛矿前驱体溶液中引入GA来调控结晶度,并与不挥发性添加剂TGA进行对比。实验方法包括采用旋涂法和退火工艺制备钙钛矿薄膜。
2:样品选择与数据来源:
分别制备了添加GA/TGA修饰和未修饰的钙钛矿薄膜。数据采集自SEM、AFM、XRD、紫外-可见吸收光谱、光致发光(PL)、时间分辨光致发光(TRPL)、空间电荷限制电流(SCLC)测试及器件性能测试。
3:实验设备与材料清单:
SEM、AFM、XRD、紫外-可见分光光度计、PL光谱仪、TRPL测试系统、SCLC测试系统及用于J-V曲线测量的太阳光模拟器。
4:实验流程与操作步骤:
将前驱体溶液旋涂于FTO/TiO2基底上,经反溶剂滴加和退火处理制备钙钛矿薄膜。通过多种表征技术分析薄膜特性,并制备测试钙钛矿太阳能电池(PSC)器件。
5:数据分析方法:
采用双指数拟合分析TRPL衰减光谱,通过SCLC测试计算陷阱态密度,并从J-V曲线提取器件性能参数。
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SEM
Characterization of perovskite film morphology
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AFM
Surface roughness measurement of perovskite films
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XRD
Crystallinity analysis of perovskite films
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UV–vis spectrophotometer
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PL spectrometer
Photoluminescence measurement of perovskite films
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TRPL setup
Time-resolved photoluminescence decay measurement
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SCLC measurement setup
Trap-state density measurement
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Solar simulator
J–V curve measurement of PSC devices
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