帝国理工JMCA:Cu–Ag双层电极,提高钙钛矿太阳能电池的稳定性
坡肉先生 坡肉先生 2020-04-23

在环境条件下,金属电极,例如Al,Ag,Cu和Au在使用过程中会降低设备工作稳定性。钙钛矿活性物质的降解产物发现铝层对铝具有腐蚀性,铝本身也具有腐蚀性,易氧化。Ag在界面处与钙钛矿层扩散的碘离子形成AgI。而对于Cu,被证明是具有改善的稳定性的电极材料,没有检测出类似的金属卤化物,例如CuI。对于未封装的器件,由于氧化物种类的导电性差而产生的电阻,铜的表面氧化导致器件串联电阻增加。鉴于此,帝国理工学院Martyn A. McLachlan等人报道了一种可行的双电极层的策略,可以显著减少在环境空气中运行的未封装钙钛矿太阳能电池(PSC)中的电极腐蚀和器件降解。

 

本文要点:

1) 与采用单金属(Al,Ag和Cu)类电极制备的电池相比,通过采用Cu-Ag双层顶层电极PSC显示出了更长的工作寿命。飞行时间二次离子质谱深度分布表明,在Ag(100 nm)电极下方插入Cu(10 nm)薄层会大大减少起源于钙钛矿活性层中的物质扩散到电子传输层和电极中。

 

2)X射线衍射(XRD)分析揭示了双层金属之间的协同关系,由此热蒸发的Ag抑制了Cu的氧化,而Cu阻止了钙钛矿与Ag之间的界面反应。此处的结果不仅证明了一种防止电极和设备退化的简单方法,可以延长使用寿命和稳定性,而且还可以洞察与老化相关的离子迁移和结构重组。

 


Chieh-Ting Lin et al, Enhancing the operational stability of unencapsulated perovskite solar cells through Cu–Ag bilayer electrode incorporation, J. Mater. Chem. A, 2020.

DOI:10.1039/D0TA01606C.

https://doi.org/10.1039/D0TA01606C


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