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利用苯乙基碘化铵实现高效稳定钙钛矿太阳能电池的双边界面工程

DOI：10.1021/acsami.0c05632 期刊：ACS Applied Materials & Interfaces 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 实现高效率和长期器件稳定性是有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池（PeSCs）商业化的关键问题。本研究开发了苯乙基碘化铵（PEAI）诱导的双界面工程，以提高基于甲基铵铅三碘化物（MAPbI3）的PeSCs的器件效率和稳定性。在聚（3,4-乙撑二氧噻吩）聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）层引入PEAI可改变PEDOT:PSS的表面特性，并促进在PEDOT:PSS上形成具有大晶粒的高质量钙钛矿活性层。PEAI-PEDOT:PSS中的PEA+还改变了PEDOT:PSS的功函数，从而降低了PEDOT:PSS与MAPbI3钙钛矿层之间的能差，减少了电荷转移过程中的能量损失。此外，在三维（3D）钙钛矿上沉积PEAI形成了二维/三维（2D/3D）堆叠结构的钙钛矿活性层。由于二维（2D）顶层作为覆盖层防止水分渗透，钙钛矿活性层的稳定性显著增强?；谡庵肿楹现票傅腜eSC器件相比原始PeSC表现出更高的功率转换效率和更长的器件寿命。在高湿度条件（75±5%）下，经PEAI处理的PeSC在100小时后仍保持其初始功率转换效率（PCE）的88%。相比之下，原始PeSC器件在相同条件下仅25小时后便损失了超过99%的初始PCE。
作者： Yuanyuan Zhang，Soyeong Jang，In-Wook Hwang，Yun Kyung Jung，Bo Ram Lee，Joo Hyun Kim，Kwang Ho Kim，Sung Heum Park
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过PEAI诱导的双边界面工程提高甲基铵铅三碘化物（MAPbI3）基钙钛矿太阳能电池（PeSCs）的器件效率和稳定性。

研究成果

PEAI诱导的双界面工程显著提升了MAPbI3基PeSCs的效率和稳定性。该方法改善了钙钛矿活性层的质量并降低了电荷转移过程中的能量损失，从而获得更高的光电转换效率（PCE）。此外，二维钙钛矿盖层的形成增强了耐湿性，在高湿度条件下延长了器件寿命。

研究不足

该研究聚焦于基于MAPbI3的PeSCs及PEAI处理的特定效应。稳定性测试在受控湿度条件下进行，但该方法在商业应用中的可扩展性未予探讨。

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