双界面协同作用助力高效、高光稳定性全无机CsPbI_2Br钙钛矿太阳能电池的制备

作者：田晶晶; 姚钦; 臧越; 薛启帆; 叶轩立

来源：第六届新型太阳能电池材料科学与技术学术研讨会, 中国北京, 2019-05-25.

• 全无机钙钛矿太阳能电池
• 界面设计
• 高效
• 高光稳定性

近几年全无机混合卤素CsPbI2Br钙钛矿太阳能电池由于优异的光电性能和相对较好的结构稳定性受到越来越多的关注。然而混合卤化物钙钛矿对光诱导的卤化物偏析非常敏感,光照下易发生离子迁移,进而产生I富集与Br富集,使得电池器件性能下降;同时空穴传输材料Spiro-OMeTAD中的掺杂剂（TBP、Li+）对器件性能稳定也具有不利作用,因此急需寻找简便有效的方法来解决全无机混合卤化物钙钛矿的光诱导降解问题。我们采用了氨基官能化聚合物（PN4N）作为阴极界面层以及非掺杂的空穴传输聚合物（PDCBT）替代Spiro-OMeTAD作为阳极界面层。PN4N界面层可以有效调节表面浸润性,实现了大晶粒、高结晶度的钙钛矿薄膜生长;同时PN4N层使得阴极界面处形成界面偶极子,降低了SnO2的功函,PDCBT更深的HOMO能级在阳极处实现良好的能级匹配,二者共同促进了开路电压Voc的显著提高;另外,经实验测试和理论模拟计算,均得到了PN4N和PDCBT可以与钙钛矿晶体发生强烈的相互作用的结果,实现双界面协同钝化表面缺陷的作用并抑制CsPbI2Br薄膜的光诱导卤化物分离。最终成功制备了高效率（>16%）、高光照稳定性的CsPbI2Br无机混合卤化物钙钛矿电池（PVSC）,是所有无机PVSC报道中的最高效率之一,优化器件在连续1 Sun等效照射下持续400小时,效率只下降了10%。该工作对混合卤化物钙钛矿太阳能电池光稳定性的研究提供了新的思路。

• 单位
  发光材料与器件国家重点实验室; 华南理工大学