高效稳定的碳基全无机CsPbI_2Br钙钛矿太阳电池

作者:柴文明; 朱卫东; 张春福; 郝跃
来源:第八届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会, 中国北京, 2021-05-08.
DOI:10.26914/c.cnkihy.2021.003693

摘要

由于出色的热稳定性和光电特性,CsPbI2Br钙钛矿被认为是光伏领域最有发展潜力的材料之一。在低温和湿度较高的环境中,α-相(1.9 eV)易于向带隙较宽的非钙钛矿δ-相转变;同时为了增强有机空穴传输层的导电性,掺杂的锂盐、钴盐和t-BP都是吸水性材料,会进一步降低器件的稳定性,因此高湿度环境中的长期运行稳定性仍是当前CsPbI2Br电池面临的最大挑战。我们通过顶部籽晶辅助的溶液生长方法(TSSG)制备高质量、稳定的CsPbI2Br薄膜,即在中间相薄膜表面沉积CH3NH3Br形成顶部籽晶促进结晶,而后退火形成CsPbI2Br薄膜。研究结果表明,相比于传统一步溶液法,TSSG法可以得到致密、大晶粒、高结晶、缺陷少和稳定的CsPbI2Br钙钛矿薄膜。同时,在退火过程中表面形成了收缩应变和富溴层,极大地提升了其相稳定性。基于TSSG法制备的碳电极CsPbI2Br钙钛矿太阳电池,其最高效率达到了14.84%,为同类型钙钛矿电池的较高水平;而且在室温、相对湿度为20~25%的空气环境中放置30天后,仍然有94%的初始效率,展现出优异的运行和存储稳定性。因此,该工作为制备高效稳定的CsPbI2Br钙钛矿太阳电池提供了一种简便的方法。

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