姬超 梁春军 由芳田 何志群

(北京交通大学理学院, 发光与光信息技术教育部重点实验室, 北京 100044)

1 引 言

在过去的几十年间, 研究人员一直致力于寻找可自清洁、可再生、成本低的新型光伏材料.有机无-机杂化钙钛矿由于具有原材料丰富、成本低、可低温批量合成、转换效率高等优点, 在光伏器件研究领域受到广泛关注[1,2].有机-无机杂化钙钛矿作为最具吸引力的新一代光伏材料, 具有禁带可调、吸收能力强、结晶度好、电荷扩散长度长等特点[3-5].因为其独特和优秀的光电性能, 钙钛矿被用于太阳能电池[6]、探测器[7,8]和发光二极管的制备[9,10].在短短的十年间, 作为新型的太阳能光伏器件, 钙钛矿电池的光电转换效率(以下简称为效率)已经从最初的3.8%[1]增长到25.2%, 尽管已经取得了巨大的成就, 但研究人员仍然面临着一些重大挑战,包括可重复性、环境和工作稳定性.通过常规的低温溶液法就可以制备钙钛矿薄膜, 由于低的形成能, 薄膜内部、表面和晶界处容易产生缺陷, 会捕获光生电荷, 导致非辐射复合能量损失, 而且还加速了器件的降解过程, 限制了器件的开路电压和整体性能[11].虽然钙钛矿已经体现出了自身很高的缺陷容忍度[12], 但这些缺陷也会影响到钙钛矿活性层与相应的载流子传输层的能带匹配[13,14].此外, 离子移动导致的空位缺陷也会导致器件正反扫描过程中的迟滞[15], 大量的离子移动也会导致材料退化[16].因此, 减少或钝化这些缺陷对于制……