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钙钛矿太阳能电池的认证效率已达到令人振奋的25.2％1,然而高效率器件的工况稳定性却往往较差.如何在保证钙钛矿太阳能电池具有高效率的基础上提高其长期工况稳定性,是本领域亟待解决的重要科学问题之一.
钙钛矿太阳能电池工况稳定性的影响因素研究
【摘 要】
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钙钛矿太阳能电池的认证效率已达到令人振奋的25.2％1,然而高效率器件的工况稳定性却往往较差.如何在保证钙钛矿太阳能电池具有高效率的基础上提高其长期工况稳定性,是本领域亟待解决的重要科学问题之一.
【机 构】
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华侨大学 发光材料与信息显示研究院,材料科学与工程学院,福建 厦门361021
【出 处】
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第七届新型太阳能电池材料科学与技术学术研讨会
【发表日期】
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2020年7期
其他文献
有机无机卤化物钙钛矿太阳电池由于其优异的光电性能引起了广泛关注。[1]其中，全无机立方CsPbI3 钙钛矿(α-CsPbI3)以其优良的热稳定性和光电性能而成为近几年研究的热点。
有机无机杂化钙钛矿太阳电池近年来引起了科学家广泛的兴趣，其光电转换效率在短短的十年内由3.8％快速提升到了25.2％[1].然而，其结构中有机阳离子的吸湿性和易挥发性，导致其在高湿、长期光照以及高温下，呈现了较差的化学稳定性.
全无机钙钛矿材料由于其优良的光电性能和相较有机无机钙钛矿材料改善的稳定性引起了广泛的关注，广泛应用于太阳电池、光电探测器、忆阻器等多个领域。其中全无机钙钛矿材料CsPbI3-xBrx 光电探测器由于具有较高的可见光吸收，良好的稳定性，是近两年的研究热点。
全无机卤化物钙钛矿CsPbI3 薄膜和其太阳能电池器件具有的良好的热稳定性和优异的光电性能，但其较小的容忍因子使CsPbI3 在室温下的相稳定性极差。而富溴全无机钙钛矿CsPbIBr2 薄膜在室温下具有良好的相稳定性和水氧稳定性。
全无机钙钛矿太阳电池已成为当前热门钙钛矿家族中不可缺少的一员，近两年内能量转换效率从10％飞速发展到19％，受到越来越多研究人员的关注[1]。尽管效率快速提升，但器件的运行不稳定性仍然是其商业化的主要阻碍。
离子移动是影响钙钛矿电池工作稳定性的一个重要因素.在前期研究中,我们发现基于可交联添加剂的原位交联方法能够显著抑制钙钛矿内部的离子移动,提高器件在室温下的工作稳定性1,2.
Mixed-halide wide-bandgap perovskites are key components for the development of high-efficiency tandem structured devices.
到目前为止，虽然有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池拥有较高的光电转化效率，但它们通常都含有热稳定性较差的甲胺分子[1]。无甲胺钙钛矿电池是一种本质上更稳定的光电材料，但它较严重的能量损失阻碍了其进一步发展[2]。
在本实验中我们使用一种苯烷基胺(4-溴苯胺,BrAL)作为典型的界面改性剂层,以修饰CsPbI2Br 薄膜与碳电极之间的界面。 4-溴苯胺分子包含疏水性苯环和氨基,可以促进载流传输,并提高PSC 的稳定性。
增加富勒烯界面修饰层与钙钛矿材料间的化学相互作用往往能够有效促进钙钛矿薄膜质量的改善及钙钛矿体相和界面缺陷的减少,从而提升器件光伏效率和稳定性。[1] 为此,我们合成了具有氨基官能团、顺式构型的富勒烯衍生物DPC60,并将其作为SnO2 与钙钛矿间的桥连修饰层,实现了器件性能和稳定性的同时提升(如图1)。