Joule: 空气中制备高效CsPbI3太阳能电池
坡肉先生 坡肉先生 2020-12-11

带隙在1.65–1.75 eV范围内的宽带隙钙钛矿很适合与硅或低带隙太阳能电池串联使用,这有助于进一步提高效率。最先进的宽带隙钙钛矿可分为混合卤化物宽带隙钙钛矿(MHWP)和全无机钙钛矿。具有Br/I合金带隙的MHWP的效率(PCE)较高;然而,由于Br/I混合物造成的卤化物偏析往往会导致光稳定性差。目前,MHWPs显示出超过20%效率,即通过阴离子工程化(FA0.65MA0.2Cs0.15)Pb(I0.8Br0.23钙钛矿的组成,实现了20.7%的PCE。通过在FA0.75Cs0.25Pb(I0.8Br0.23钙钛矿中添加MAPbCl3,使用Cl离子掺杂实现了20.3%的PCE。但是,这些钙钛矿包含大量的MA+阳离子,这导致较差的热稳定性。 


三碘化铯铅(CsPbI3)具有理想的带隙,不需要为Si串联太阳能电池使用混合卤化物,并且由于其无机成分而具有较高的热稳定性。但是,CsPbI3的效率(最高19.03)低于带隙相同的有机阳离子基卤化物钙钛矿的效率。决定CsPbI3 PCE的主要因素是其在基底上的薄膜的表面形态和缺陷钝化。韩国蔚山国立科技大学(UNIST)Sang Il Seok等人开发出了一种空气中制备的高效器件的方法。

 

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主要内容:

1)首先,通过控制结晶过程的中间阶段,依次滴加甲基氯化铵(MACl)溶液(SDMS),以获得高度均匀且无孔洞的薄膜。然后在环境空气中使用碘化辛基铵表面钝化。

2) SDMS加速了CsPbI3钙钛矿层的结晶过程,进而形成了均匀且致密的表面,几乎没有孔洞。因此,研究人员制造了具有出色PCE(20.37%)的CsPbI3基钙钛矿太阳能电池。此外,钙钛矿薄膜中残留的Cl离子的存在改善了CsPbI3的稳定性。 研究人员认为,这些改善钙钛矿表面形态和长期稳定性的策略将来可广泛用于基于CsPbI3的PSC和硅串联太阳能电池的构建。





So Me Yoon , et al. Surface Engineering of Ambient-Air-Processed Cesium Lead Triiodide Layers for Efficient Solar Cells, Joule, 2020.

DOI: 10.1016/j.joule.2020.11.020

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435120305663


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