Nature Commun:一种“间歇式”旋涂法改善二维钙钛矿薄膜晶化和电池性能
纳米技术 纳米 2021-11-16

因为二维卤化物钙钛矿具有优异的稳定性,因此受到广泛的关注。但是合成层状钙钛矿过程中由于随机排列现象,显著阻碍了面外载流子的传输,因此导致非常有限的太阳能电池性能。

有鉴于此,中科院上海高等研究院/上海同步辐射中心Yingguo Yang、丹麦技术大学Kaibo Zheng、复旦大学梁子骐等报道发现二维卤化物钙钛矿的晶化过程能够通过“间歇式旋涂”(intermittent spin-coating (ISC))工艺过程进行控制,从而改善二维钙钛矿晶膜的质量,改善钙钛矿太阳能电池性能。

本文要点:

(1)

作者结合掠入射广角X射线散射、飞行时间二次离子质谱等表征方法,说明ISC旋涂方法处理钙钛矿薄膜能够实现界面从下至上晶化,这种具有取向的晶化与传统旋涂法的双方向晶化实现明显区别,并且显著增强晶体的取向,促进载流子传输

(2)

通过这种ISC旋涂方法构建了p-i-n结构组成为PEA2MA3Pb4I13的平板太阳能电池,无需其他处理就实现了11.2 %的效率,这个电池效率比典型的旋涂法制备的电池效率提高3倍

进一步的,当使用ISC方法制备太阳能电池时,进一步通过加入NH4Cl添加剂,电池的效率还能够进一步提升。说明ISC制备钙钛矿膜的技术能够与其他钙钛矿薄膜性能优化的技术相互兼容

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参考文献

Yan, Y., Yang, Y., Liang, M. et al. Implementing an intermittent spin-coating strategy to enable bottom-up crystallization in layered halide perovskites. Nat Commun 12, 6603 (2021).

DOI: 10.1038/s41467-021-26753-3

https://www.nature.com/articles/s41467-021-26753-3


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