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白光及紫外光辐照下甲氨碘化铅基钙钛矿太阳能电池降解机制差异
引用本文:卢岳,葛杨,隋曼龄.白光及紫外光辐照下甲氨碘化铅基钙钛矿太阳能电池降解机制差异[J].化学学报,2021,79(3):344-352.
作者姓名:卢岳  葛杨  隋曼龄
作者单位:北京工业大学材料与制造学部固体微结构与性能研究所 北京100124;北京工业大学固体微结构与性能北京市重点实验室 北京100124
基金项目:项目受国家重点研究发展计划(2016YFB0700700); 国家自然科学基金(11704015); 国家自然科学基金(51621003); 国家自然科学基金(12074016); 北京市教委科研一般项目(KM202110005003); 北京市教师队伍建设创新团队项目(IDHT20190503)
摘    要:本工作实验对比了可见光以及紫外光辐照下甲氨碘化铅(CH3NH3PbI3即MAPbI3)基钙钛矿太阳能电池器件性能及微结构演变特征差异. 结果表明可见光辐照下钙钛矿太阳能电池器件中MAPbI3层发生降解的同时, 伴随着Au元素从金属电极一侧向MAPbI3和电子传输层SnO2的界面处迁移现象. 但相较于紫外光, 可见光辐照下器件中Au元素的迁移速率慢30倍左右. 这是由于器件电子传输层SnO2具有较低的价带顶位置(–8.4 eV), 它吸收紫外光激发出强氧化性的空穴h+, 氧化碘离子I生成I原子. 而I原子会对金属电极层产生较大的破坏作用, 促进Au+离子的形成. 因此可见光辐照下, 尽管器件开路电压Voc一直保持较高的数值, 但是Au元素的迁移以及钙钛矿层的分解, 会引起短路电流密度Jsc的快速降低. 本文为钙钛矿太阳能电池光照不稳定性的机理解释, 提供了全新的理论依据.

关 键 词:钙钛矿太阳能电池  光辐照  迁移动力学  电子显微学  光降解

Different Degradation Mechanism of CH3NH3PbI3 Based Perovskite Solar Cells under Ultraviolet and Visible Light Illumination
Yue Lu,Yang Ge,Manling Sui.Different Degradation Mechanism of CH3NH3PbI3 Based Perovskite Solar Cells under Ultraviolet and Visible Light Illumination[J].Acta Chimica Sinica,2021,79(3):344-352.
Authors:Yue Lu  Yang Ge  Manling Sui
Institution:a Institute of Microstructure and Properties of Advanced Materials, Faculty of Materials and Manufacturing, Beijing University of Technology, Beijing 100124b Beijing Key Laboratory of Microstructure and Properties of Solids, Beijing University of Technology, Beijing 100124
Abstract:
Keywords:perovskite solar cell  light illumination  migration dynamics  electron microscopy  photo-degradation  
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