宽带隙钙钛矿太阳电池的制备及其老化性能研究

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混合卤素钙钛矿太阳电池光伏性能及其的卓越,理论值超过大部分光电器件,这也正是其成为最有希望的光伏电池的下一代太阳能电池的原因之一。如今钙钛矿太阳能电池(PSCs)的研究取得了巨大的进步,现在认证PCE效率可达25%以上。PCE的增长得益于众多的优化策略。研究者不断探索各种工程方法来钝化钙钛矿时吸光材料,以减少钙钛矿体相以及界面的缺陷,优化钙钛矿吸收层与其他界面的结合。(1)氯化甲胺(MACl)作为添加剂加入钙钛矿前躯体溶液中,以达到优化钙钛矿太阳电池(PSCs)的光伏性能的目的。经过X射线衍射(XRD)测试钙钛矿薄膜结晶度,扫描电子显微镜(SEM)测试钙钛矿薄膜表面形貌,稳态(PL)瞬态(TRPL)光致发光测试薄膜荧光强度和材料载流子寿命的长短,发现添加剂的加入后,薄膜的质量有了质的提升,正因为薄膜的质量的提升,导致了钙钛矿器件的性能全方位的提升。PSCs的光电转换效率(PCE)从初始空白样品器件14.19%提高至MACl 45%mol样品器件的19.14%。获得一个1.20 V的高开路电压,开路电压损失(VOCloss)降到了0.54 V。(2)钙钛矿太阳能电池(PSC)的制备储存过程中,常温储存的条件而的导致光电转换效率(PCE)的逐步提高是一件很常见的事情。在制备储存初期72 h,PSCs的PCE有所改善。通过X射线衍射(XRD)测试钙钛矿薄膜结晶度,稳态(PL)瞬态(TRPL)光致发光测试薄膜荧光强度和材料载流子寿命的长短,以及常规的电化学测试钙钛矿材料内部缺陷的数量,位置和强度,发现由于钙钛矿晶体结晶度提升,薄膜的非辐射复合成数量级减少,最终钙钛矿体相缺陷的数量、位置、强度都得到了钝化缓解,PSCs的光电性能又崴伤了一个新台阶。这些结果表明,正是如此众多因素的共同效应才导致了钙钛矿太阳能电池储存后光电性能的改善。
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