溶剂工程辅助技术制备低温钙钛矿薄膜

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhgrmlshr
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钙钛矿太阳电池(PSCs)由于其易于生产、材料成本低和理想的光电性,日益受到人们的关注。最近一段时间,钙钛矿太阳电池的光电转换效率提高到22%,这一点在其作为光伏领域新兴竞争者的重要性方面显而易见.它在能量转换材料科学领域的兴起可以归因于最近在成分工程、溶剂工程、化学计量校准和新的制备方法等方面的进步。尽管近年来钙钛矿太阳电池的功率转换效率有了很大的提高,但由于钙钛矿在高温下的退火时间较长且稳定性较差,因此很难制备出商业上可行的钙钛矿薄膜,这也是钙钛矿太阳电池商业化的瓶颈.在此基础上,本文介绍了一种溶剂工程辅助的低温退火工艺。这是以n-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基乙酰胺(DMAC)和二甲基亚硫醚(DMSO)为基础的三元溶剂体系混合成前体溶液通过在50℃退火30分钟的退火制备出优质的钙钛矿薄膜。通过调整各自的体积,药水调整溶剂与非极性反溶剂的亲和力及其组成中间相的配位强度.NMP和DMAC以其对非极性反溶剂的亲和力而闻名,而DMSO具有弹性特性,使其能够产生稳定的加合物。在钙钛矿前驱体溶液,中,NMP和DMAC被用作主要和共溶剂,在这种溶液中,DMSO作为溶剂添加剂,而不是传统上的共溶剂。研究表明,混合溶剂前驱体溶液中30%的DMSO可制备出均匀、无针孔、致密的薄膜。高质量的膜具有较强的吸收光谱,较低的陷阱态和增强的光谱响应.从制备的器件中获得的最佳器件性能显示出18.19%的最高效率,与传统的高温退火实现的18.58%效率相当.该器件还表现出稳定性,在40%湿度的环境中放置两周仍保持超过85%的初始效率.这些新的结果可能为制造低温退火、高质量的钙钛矿层提供一种方法,从而简化了经济高效的器件的制备方式.
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