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厦门稀土材料研究所基于三维/二维钙钛矿提高钙钛矿太阳能电池的环境稳定性和性能研究取得进展

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时间:2019-02-05   来源:高鹏课题组  文本大小:【 |  | 】  【打印

    厦门稀土材料研究所高鹏课题组基于(p-FC6H4C2H4NH3)2[PbI4] 的三维/二维钙钛矿提高钙钛矿太阳能电池的环境稳定性和性能研究取得进展。

 

    有机无机杂化钙钛矿作为一种具有离子特性的直接带隙半导体,因其卓越的光电性能以及可溶液法制备等优点,得到了广泛的研究关注。近年来,基于界面优化以及组分调控等手段,钙钛矿电池的光电转换效率飞速提升,当前的世界认证效率已达到23.7%,然而较差的环境稳定性仍是阻碍钙钛矿走向商业化进程的一个主要因素。

 
    中科院海西研究院厦门稀土材料研究所高鹏团队针对三元钙钛矿(Cs0.1(FA0.83MA0.17)0.9Pb(I0.83Br0.17)3)在空气中相稳定性较差和滞留效应大的问题,在DFT计算的支持下,首次引入氟化芳族阳离子2-(4-氟苯基)乙基碘化铵(FPEAI),在具有过量PbI2的3D钙钛矿薄膜上原位生长低维钙钛矿层。 采用3D-2D钙钛矿作为光伏电池中的吸收层,二维钙钛矿覆盖层的形成不仅可以保护三维钙钛矿结构免受水分和降解,还可以同时减少电荷复合,促进界面处的空穴传输。通过在3D钙钛矿薄膜上引入FPEAI/IPA溶液,稳定效率达到20.26%,稳定性大于对照电池,在864小时后保持99%的初始效率。该研究为使用氟化阳离子形成保护性二维钙钛矿提供了另一个极好的概念验证。该成果发表在Adv. Energy Mater.(
.)

 

图二

(a-b).不同钙钛矿薄膜的AFM图;

(c-d).不同钙钛矿薄膜的截面SEM图;

(e).纯三维钙钛矿激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)图;

(g).纯二维钙钛矿LSCM图;

(f, h).三维/二维钙钛矿LSCM图

 

图三

(a).瞬态光电压测试;

(b).阻抗统计图;

(c-d).瞬态光谱测试图

 

    文献链接: . 

 

 

 

 

 

 


 

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