EES: 二硫甲脒盐酸盐助力高效稳定纯FAPbI3钙钛矿太阳能电池
坡肉先生 坡肉先生 2021-07-31

基于甲脒碘化铅 (FAPbI3) 的钙钛矿具有高光吸收和长扩散长度,使其成为高效太阳能电池的有力候选者。然而,尽管有这些特性,FAPbI3 中的主要固有缺陷(即碘空位)会诱导强电子定位并在光激发时成为深陷阱和复合中心。因此,载流子寿命明显降低,并且没有充分利用优越的性能。因此,内在缺陷的处理已成为实现高效太阳能电池的关键问题。韩国成均馆大学Tae Kyu Ahn, Jaichan Lee和Hyun Suk Jung等人使用甲脒二硫化物二盐酸盐 (FASCl),作为FAPbI3薄膜的调节剂。

本文要点:

1)由于 FAS2+离子是强氧化剂或电子清除剂,FAS2+离子可以代替FA+离子使碘空位失去强定域电子并去除深陷阱。FASCl 的掺入诱导中间相与钙钛矿前驱体的形成,这可以有效地稳定黑色 α 相 FAPbI3 并延缓结晶速率,从而形成具有高结晶度和大晶粒尺寸的致密全覆盖钙钛矿层。

2)因此,最佳小面积器件 (0.14 cm2) 表现出 23.11% 的显著功率转换效率 (PCE)、22.83% 的稳定功率输出、0.343 V 的低电压损失和高达83.4%填充因子。在没有封装的情况下,该器件分别在 85°C或 50% 相对湿度条件下测试1000 小时后保持其初始效率的约 92.5% 和约 91.7%。此外,钙钛矿太阳能模块 (PSM) 的 PCE 值分别为 20.75%(填充因子高达 78.5%)和 17.44%,活性面积分别为 23.27 和 59.33 cm2,这是目前组件最高效率之一。


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Jun Zhu et al. Formamidine disulfide oxidant as a localised electron scavenger for >20% perovskite solar cell modules, Energy Environ. Sci., 2021.

https://doi.org/10.1039/D1EE01440D


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