氯掺杂甲胺基钙钛矿电池的性能及其改进
Properties and improvements of chlorine-doped methylamine-based perovskites作者机构：湖北大学材料科学与工程学院武汉430062
出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)
年 卷 期：2022年第71卷第20期
页 面：258-266页
核心收录：
学科分类：07[理学] 08[工学] 070205[理学-凝聚态物理] 080501[工学-材料物理与化学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学]
摘 要：金属卤化物钙钛矿由于其高吸收系数、长距离载流子扩散长度和可调带隙,近年来在太阳能电池等光电器件中得到了广泛应用,有望实现商业应用.甲胺铅碘(MAPbI_(3))作为一种标准的钙钛矿化合物组分已得到了充分的研究,然而,湿化学法制备的多晶薄膜由于其低形成能通常会产生较多的晶体缺陷(包含界面和晶界处缺陷),这是导致相变的一个重要原因,因此降低材料中的缺陷密度是提高钙钛矿稳定性的一个重要手段.虽然缺陷钝化是制备高效钙钛矿太阳能电池最常用的方法之一,但是分子钝化基团与钙钛矿晶体之间相对较弱的二次键可能会给实际设备的应用带来困难,特别是在高温、潮湿和紫外线(UV)光等恶劣环境下操作时.另一种策略是通过调控卤化物组成来提高其本征结构稳定性.本文以氯甲胺(MACl)和碘化铅(PbI_(2))作为前驱体通过一步旋涂法制备了两相钙钛矿(MAPbI_(2)Cl).结果表明,氯离子掺杂替代部分碘离子可以更好地诱导钙钛矿结晶,进而稳定MAPbI_(3)晶格.经过Cl掺杂的钙钛矿层表现出更低的缺陷态密度,对比于原始薄膜,Cl的载流子寿命增加了7倍,与此同时,功率转换效率(PCE)和操作稳定性都得到了很大的改善,PCE从11.41%提高到13.68%.器件具有良好的操作稳定性,在最大功率点输出8000 s后并未显示出明显的衰减.本文为制备高效稳定的钙钛矿太阳能电池提供了全新的思路.
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