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原位钝化PbI2钙钛矿薄膜提升钙钛矿太阳能电池性能的机理
摘要： 钙钛矿太阳能电池因其对缺陷的耐受性、低成本和简便的加工工艺而引发了巨大的研究兴趣。在钙钛矿太阳能电池器件中，PbI?被用于钝化钙钛矿薄膜表面和晶界处的缺陷，但基于陷阱密度、载流子寿命和费米能级等因素的PbI?原位钝化增强效率的系统机制尚未得到充分探索。本研究系统地分析了精确PbI?比例的作用，并基于陷阱密度、载流子寿命和费米能级等参数研究了PbI?原位钝化机制。通过能量色散光谱发现，I:Pb的适当比例约为2.57:1。采用飞秒瞬态吸收光谱测试表明，经过适度过量的PbI?原位钝化后，陷阱密度从6.12×101? cm?3降至3.38×101? cm?3，载流子寿命从168.35 ps延长至368.77 ps。结果表明，适度过量的PbI?原位钝化可降低陷阱密度并抑制非辐射复合。当I:Pb比例为2.57:1时，太阳能电池效率相比2.69:1实现了近11.3%的提升，达到19.55%，证明PbI?原位钝化能有效提高效率。
关键词： 二氧化锡、能量色散X射线光谱面扫描、瞬态吸收光谱、钙钛矿太阳能电池、碘化铅、钝化机制
更新于2025-09-12 10:27:22
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化学、分子科学与化学工程参考模块 || 氧化铝、氧化铪和氧化钛超薄膜中的界面电势、本征缺陷与钝化机制
摘要： 为了在提供表面反应活性中心、表面钝化或调节表面电位等方面定制界面特性，超薄金属氧化物表面涂层具有重要意义。本文报道了通过原子层沉积（ALD）制备的Al2O3、HfO2和TiO2超薄膜在上述方面的适用性。我们选择这些金属氧化物是因为它们应用广泛：HfO2是微电子器件中替代SiO2的主要候选材料[1,2]；Al2O3 ALD薄膜已应用于硅基[3]及近年钙钛矿太阳能电池[4]的钝化方案；TiO2则在阻变器件[5]以及太阳能电池[6]、水分解装置[7,8]等能量转换应用中作为活性/非活性层具有吸引力（仅举数例）。ALD技术的优势包括：(i) 精确控制厚度以优化光吸收（耗尽层范围内）与电荷分离（更薄厚度）之间的平衡[7]；(ii) 高保形性可覆盖复杂结构并增强光吸收[7]；(iii) 通过掺杂W[7]或N[9,10]调控带隙窄化，从而实现可见光吸收。
关键词： Al2O3、HfO2、TiO2、超薄膜、界面势、本征缺陷、钝化机制、原子层沉积
更新于2025-09-04 15:30:14