PbI2对钙钛矿薄膜及太阳电池性能的影响

作者:张欣; 李艳敏; 吴瑞; 段苹; 孔乐; 赵金良; 邓金祥; 孟军华*
来源:微纳电子技术, 2022, 59(08): 742-750.
DOI:10.13250/j.cnki.wndz.2022.08.003

摘要

碘化铅(PbI2)是两步法制备钙钛矿薄膜最常使用的金属卤化物前驱体,精确控制PbI2在钙钛矿薄膜中的含量和空间分布以及优化PbI2薄膜的形貌结构对于制备高效稳定的太阳电池具有重要意义。探索了PbI2的浓度和退火方式对钙钛矿薄膜及太阳电池性能的影响。研究发现,PbI2溶液的浓度不仅决定钙钛矿薄膜中PbI2的含量,也影响钙钛矿的晶粒尺寸、取向及光学吸收等性质,从而导致器件性能的改变,当钙钛矿薄膜表面分布约45%的PbI2时器件性能更佳。此外,PbI2的形貌、结晶性和孔隙度受退火方式的影响显著,与溶剂退火相比,通过短暂的1 min热退火制备的PbI2薄膜更有利于减少钙钛矿表界面缺陷,提升器件的开路电压,最终使器件的基础光电转换效率(PCE)可以提升至20.89%。上述研究结果有助于进一步优化钙钛矿太阳电池制备工艺,提升器件性能。

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