钙钛矿太阳能电池中钝化层对缺陷复合行为的影响

作者：王松; 侯有政; 张帆^*; 叶帅; 宋军

来源：发光学报, 2021, 42(07): 1029-1039.

DOI：10.37188/CJL.20210103

• 荧光寿命显微成像
• 倒置钙钛矿太阳能电池
• 表面钝化
• PEAI
• o-F-PEAI

有机-无机卤化铅钙钛矿多晶薄膜太阳能电池在近几年的研究中实现了光电转换效率的快速增长。然而,其多晶结构的活性层导致器件仍然遭受到表面和晶界位置缺陷引起的性能衰减。本研究借助两种有机氢碘酸盐,即苯乙基碘化胺(Phenethylammonium iodide, PEAI)和邻氟苯乙胺碘(2-Fluorophenylethylammonium iodide, o-F-PEAI),在CH_3NH_3PbI_3钙钛矿多晶薄膜表面形成钝化层。扫描电子显微镜和原子力显微镜分析结果显示,PEAI和o-F-PEAI处理后的钙钛矿薄膜晶界被钝化层明显填充,表面粗糙度也显著下降。另外,荧光寿命成像分析结果显示钝化后的钙钛矿薄膜具有更多的光子数和更长的荧光寿命。上述结果表明,PEAI和o-F-PEAI诱导的钝化层可以有效抑制多晶薄膜表面和晶界位置的缺陷复合行为。因此,钝化后的倒置结构钙钛矿太阳能电池器件功率转换效率(Power conversion efficiency, PCE)可以达到21%。此外,o-F-PEAI钝化处理后的器件由于氟离子的作用表现出更好的器件稳定性。

• 单位
  深圳大学