吸收层离子掺杂提高有机无机杂化钙钛矿太阳能电池效率及稳定性

作者：颜佳豪; 陈思璇; 杨建斌; 董敬敬^*

来源：Acta Physica Sinica, 2021, 70(20): 228-237.

• 钙钛矿太阳能电池
• 有机无机杂化
• 离子掺杂
• 稳定性

近年来,有机无机杂化钙钛矿太阳能电池光电转换效率不断提升,成为了太阳能电池领域的研究热点.但是,有机阳离子甲胺离子(CH3NH+3, MA+)和甲脒离子(CH(NH2)+ 2, FA+)在水、氧等环境因素作用下极其不稳定,从而大大阻碍了有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的商业应用.因此,如何提升其稳定性成为了目前亟待解决的难题.本文借助离子掺杂工艺, Cl–掺杂、FA+掺杂以及Cl–, FA+共掺,对传统MAPbI3钙钛矿吸收层材料进行改进,以提升其稳定性.结果发现, Cl–掺杂有利于提升器件载流子迁移能力, FA+掺杂可以拓宽吸光范围, Cl–, FA+共掺可以促进a相钙钛矿的结晶,从而得到高质量的钙钛矿薄膜.基于Cl–, FA+共掺的FAy MA1–y PbI3–x Clx钙钛矿薄膜,在空气中制备出了最高光电转换效率为17.29%的器件,该器件在空气中储存1000h后,仍可保持80%的原始效率.

• 单位
  数理学院; 中国地质大学（北京）; 天津理工大学