低剂量异辛酸亚锡调控两步法制备Sn-Pb混合钙钛矿太阳能电池

作     者：王煜 熊浩 黄孝坤 江琳沁 吴波 黎健生 杨爱军 

作者机构：福州大学先进制造学院 福建江夏学院钙钛矿绿色应用福建省高校重点实验室 福建省计量科学研究院国家光伏产业计量测试中心 

出 版 物：《无机材料学报》 (Journal of Inorganic Materials)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 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）] 

基　　金：国家自然科学基金(52102158) 福建省高校产学研联合创新科技计划(2023H6037) 钙钛矿绿色应用福建省高校重点实验室开放基金(JXKFB202204) 

主　　题：锡铅混合钙钛矿 太阳能电池 添加剂工程 两步法 稳定性 

摘      要：锡铅（Sn-Pb）混合钙钛矿在制备过程中常使用大量的氟化亚锡(SnF2)添加剂来抑制Sn2+离子的氧化，然而SnF2过量会影响薄膜质量、器件的光电转化效率（PCE）和稳定性。因此，开发低剂量的新型抗氧化剂对于实现高性能Sn-Pb混合钙钛矿电池至关重要。本研究采用两步法制备Sn-Pb混合钙钛矿薄膜，在第一步中引入较低剂量的异辛酸亚锡(SnOct2)替代SnF2抑制Sn2+的氧化，研究表明该添加剂可提高薄膜的结晶质量，使得薄膜平均晶粒尺寸达到850 nm，并且晶界数量减少。添加SnOct2的薄膜在手套箱存放7 d后仍含有93.5%的Sn2+，且由于SnOct2具有优异的抗氧化性，使得添加SnOct2后器件的缺陷态密度更低，从7.20×1015cm–3降低到4.74×1015cm–3，抑制了非辐射复合。除此之外，SnOct2还改善了钙钛矿薄膜的表面能级。最终，添加0.030 mmol SnOct2的Sn-Pb混合钙钛矿电池的PCE达到17.25%，较添加0.10 mmol SnF2的器件（11.63%）有显著提高；且在氮气中保存50 d后，PCE仍保存其初始值的70%以上。