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NaTFSI界面修饰对平面TiO2基钙钛矿太阳能电池的影响

2021-06-09陈衡慧刘伊辰童安玲颜惠英何若玮花国鑫曾伟东孙伟海

发光学报 2021年5期
关键词:界面

邹 宇,李 昭,陈衡慧,刘伊辰,童安玲,颜惠英,何若玮,花国鑫,曾伟东,孙伟海

(华侨大学 材料科学与工程学院,物理化学研究所,福建省光电功能材料重点实验室,环境友好功能材料教育部工程研究中心,福建 厦门 361021)

1 引 言

在传统的PSCs器件结构中,除了钙钛矿光活性层之外,还有导电玻璃基底、电子传输层(ETL)、空穴传输层(HTL)和金属电极等。其中,ETL可以促进电子的提取,有效降低电子从钙钛矿吸光层跃迁到阳极的能垒,并起到阻挡空穴的作用,其好坏往往是决定PSCs器件性能的主要因素之一[10-11]。TiO2材料由于其高的电子注入率、稳定的化学性质和低廉的价格,成为PSCs中最常见的电子传输材料[12-13]。然而,溶液法制备的TiO2薄膜表面存在大量的缺陷,这些缺陷会引起载流子在钙钛矿层与ETL的界面处发生非辐射复合,阻碍电荷传输,因此严重制约了器件PCE的进一步提升[14-15]。此外,非辐射复合也会诱发器件效率的衰减和迟滞现象[16]。大量研究表明,界面修饰可以有效钝化界面缺陷,优化ETL的能级结构,改善界面接触并促进界面处的载流子传输,从而显著提高器件开路电压(Voc)和稳定性并降低器件中的迟滞现象[17-18]。例如,Zhu等[19]利用一种苯甲酸衍生物来钝化TiO2表面的缺陷,从而提升电子提取速率,所制备的器件最优PCE达到了18.43%,且最大稳态输出效率可以保持在17.19%;Petrozza等[20]将富勒烯衍生物PC60BM引入至钙钛矿层与TiO2层的界面处,降低了ETL界面的缺陷态密度,抑制了电荷的非辐射复合,最终优化后的器件获得了17.9%的效率;……

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