钙钛矿薄膜气相制备的晶粒尺寸优化及高效光伏转换

作者：吴步军; 林东旭; 李征; 程振平; 李新; 陈科; 时婷婷; 谢伟广^*; 刘彭义^*

来源：Acta Physica Sinica, 2019, 68(07): 287-295.

• 钙钛矿太阳电池
• 气相法
• 晶粒调控
• 缺陷

钙钛矿薄膜的气相制备是一种极具潜力的工业化生产工艺,但薄膜的质量控制目前远落后于溶液制备法.本文通过建立PbI2薄膜向钙钛矿薄膜完全转化过程中反应时间、晶粒尺寸与温度的关系,实现了薄膜的质量优化及大面积钙钛矿薄膜的制备,将薄膜的平均晶粒粒径从0.42μm优化到0.81μm.基于空间电荷限制电流模型对缺陷密度的研究显示,钙钛矿薄膜的缺陷密度由5.90×1016cm–3降低到2.66×1016cm–3.光伏器件(FTO/TiO2/C60/MAPbI3/spiro-OMeTAD/Au结构)测试显示,面积为0.045cm2器件的平均光电转换效率从14.00%提升到17.42%,最佳光电转换效率达到17.80%,迟滞因子减小至4.04%.同时,基于180℃制备的1cm2器件的光电转换效率达到13.17%.