基于易升华添加剂辅助合成纯相富铯(CH(NH2)2)xCs1−xPbI3 钙钛矿

钙钛矿材料化学组分是决定钙钛矿太阳能电池效率和稳定性的关键,纯无机钙钛矿CsPbI₃具有相对较好的热稳定性和光稳定性,但由于Cs⁺具有较小的离子半径而导致无机钙钛矿相不稳定。最近研究发现富铯FA_xCs_1?xPbI₃钙钛矿具有相对稳定的相结构,且可以很大程度上保持无机钙钛矿材料的热稳定性和光照稳定性,是一种非常具有前景的钙钛矿材料体系。目前这种富铯的FA_xCs_1?xPbI₃材料合成是通过引入过量有机组分FAI实现的,其中FAI一方面充当钙钛矿的掺杂剂,另一方面过量的FAI充当添加剂。由于其具有较高的升华温度,后续需要较高的温度使过量的FAI升华,实际上这在实验上很难实现对FAI升华量的精确控制。本文重点研究具有低升华温度的胺类,如碘甲胺(MAI)、碘化二甲胺(DMAI)、碘化乙胺(EAI)、碘化胺(NH₄I)和醋酸甲脒(FAAC),作为添加剂制备富铯FA_xCs_1?xPbI₃钙钛矿材料体系的可行性,这一方面可以有效降低钙钛矿薄膜的热处理温度;另一方面可拓宽的制备纯相钙钛矿成分的窗口期,这对大面积制备纯相富铯FA_xCs_1?xPbI₃钙钛矿薄膜尤为重要。结果表明MAI和DMAI可以作为合成FA_xCs_1?xPbI₃钙钛矿材料的有效添加剂,其与PbI2间较强的作用力可以促进Cs₄PbI₆的形成并有效抑制δ-CsPbI₃副产物的生成。合适的升华温度可以使薄膜在保持钙钛矿相结构的同时在较低温度升华去除过量的添加剂,最终实现在相对温和的条件下制备纯相富铯FA_xCs_1?xPbI₃钙钛矿材料。     

基于前驱体Pb(OH)I溶液法制备FAPbI3太阳能电池

甲脒铅碘因具有高热稳定性和较窄的禁带宽度而受到广泛关注。本工作使用羟基碘化铅代替传统碘化铅、氯化铅,通过一步溶液法制备介孔甲脒铅碘钙钛矿太阳能电池,研究退火温度对材料的结晶性、覆盖层形貌和器件的效率等方面的影响。较之传统的溶液法工艺,基于羟基碘化铅制备的甲脒铅碘薄膜表现出更为优异的热稳定性能。最终在AM 1.5G一个太阳光照明下,得到了5.8%的光电转化效率,其中短路电流为18.6mA·cm^-2,开路电压为0.67V,填充因子为0.47。     

溶剂对钙钛矿薄膜形貌和结晶性的影响研究

溶剂对钙钛矿太阳能电池器件有着至关重要的影响. 基于目前常用的N, N-二甲基甲酰胺(DMF)和丁内酯(GBL)溶剂, 一步溶液旋涂技术和介孔电池结构, 制备的钙钛矿薄膜的形貌、结晶性, 以及最终的器件光电转化效率存在较大的差异, 利用DMF作为溶剂, 效率仅为2.8%, 而基于GBL的电池效率可以达到10.1%. 结合SEM, HRTEM, XRD和UV等表征手段, 分析了钙钛矿从DMF溶液和GBL溶液中结晶析出的不同机理, 明确了溶剂跟PbI₂的配位作用对钙钛矿的溶解、析出过程的制约作用, 揭示了造成器件效率差异的本质原因.     

硼酸提升钙钛矿太阳能电池前驱体溶液的稳定性

钙钛矿前驱体溶液的稳定性是一个长期被忽视的问题,其对器件效率、稳定性和一致性至关重要.在甲胺甲脒复合钙钛矿体系中,溶液的不稳定性主要是由碘化甲胺的去质子化及其衍生的转亚胺基副反应造成的.在本文中,我们系统研究了不同的酸添加剂对去质子化和转亚胺基反应平衡的影响规律,发现不易于升华的硼酸具有更好的稳定效果.硼酸作为一种路易...