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碘化钾对两步法制备钙钛矿薄膜及其电池性能的影响

2021-06-16高领伟翟光美任锦涛员政宽梅伏洪王英民余春燕许并社

发光学报 2021年6期

高领伟, 翟光美*, 任锦涛, 陈 青, 员政宽, 梅伏洪*,王英民, 余春燕,4, 许并社

(1. 太原理工大学 新材料界面科学与工程教育部重点实验室, 山西 太原 030024;2. 中国科学院 可再生能源重点实验室, 广东 广州 510640; 3. 中国电子科技集团公司 第二研究所, 山西 太原 030024;4. 太原理工大学 材料科学与工程学院, 山西 太原 030024)

1 引 言

钙钛矿太阳电池因其迅速提升的能量转换效率和低成本的溶液工艺制备方法而受到广泛关注[1-2]。钙钛矿电池的性能主要受到钙钛矿薄膜质量的影响,而钙钛矿薄膜的质量评价标准主要包括晶粒尺寸、致密度、相纯度、缺陷密度以及光学和电学性质参数等。早期的钙钛矿电池(含薄膜制备)研究工作主要集中于优化提高以晶粒尺寸、致密度和相纯度为主要评价标准的钙钛矿薄膜质量,并借此提高钙钛矿电池效率[3-4]。各种不同类型的钙钛矿薄膜制备方法相继出现并得到不同程度的发展,主流的制备方法为一步法[5-7]和两步法(连续沉积方法)[8-10]等。这些方法均已经能够制备高相纯度、高致密度和较大晶粒的钙钛矿薄膜。但是,由于钙钛矿薄膜制备温度低且成核生长过程不易控制,钙钛矿结晶过程中会产生大量的缺陷,如碘空位(VI)、碘间隙原子(Ii)、铅空位(VPb)和铅碘反位缺陷(PbI和IPb)等,这些缺陷的大量存在成为限制钙钛矿电池性能进一步提高的主要因素[11-12]。近年来,钙钛矿电池的研究重点已部分转移至钙钛矿薄膜的缺陷钝化方面。目前已出现的主要缺陷钝化方法包括添加剂方法[13-15]和薄膜后处理方法[16-18]等,其中添加剂方法通过向前驱液中引入添加剂来实现缺陷钝化,因其操作简单而得到快速发展。……

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