闫雅婷 张景研 李斌旗 朱志立 谷锦华

(郑州大学物理学院 (微电子学院)， 材料物理教育部重点实验室， 郑州 450052)

无机钙钛矿CsPbI3由于好的热稳定性和合适的光学带隙具有很好的发展前景， 作为太阳电池的吸收层，CsPbI3必须形成黑色相(α-CsPbI3).为了低温制备出空气中稳定的优质α-CsPbI3， 本文在前驱液中同时添加碱金属碘化物(NaI， KI)和氢碘酸(HI).研究发现: 与仅有HI添加剂相比， 添加碱金属碘化物后低温制备的α-CsPbI3薄膜的质量和稳定性均有提高， 即薄膜致密度提高、晶粒增大、内部缺陷减少、光吸收增强.因此，碱金属碘化物和HI共添加是进一步提高CsPbI3无机钙钛矿太阳电池效率和稳定性的有效方法.

1 引 言

有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池由于兼有高效和低成本的优点， 成为目前太阳电池领域的研究热点[1-5].自2009年首次报道以来， 光电转换效率从3.8%[6]快速提升至目前的25.5%[7].然而有机-无机杂化钙钛矿薄膜中的有机部分(如甲胺、甲脒)容易与空气中的氧和水反应， 从而导致钙钛矿薄膜分解[8-11].以铯离子取代有机阳离子形成的无机钙钛矿薄膜， 能够很好地解决钙钛矿薄膜的结构稳定性[12].然而最适合光伏用的无机钙钛矿CsPbI3黑相(α-CsPbI3)在空气中会自发地变成黄相(δ-CsPbI3).为了解决CsPbI3薄膜的相不稳定性问题， 2015年Eperon等[13]首次通过在前驱液中添加氢碘酸(HI)低温制备了α-CsPbI3薄膜， 薄膜的稳定性得到提高， 制备的太阳能电池的效率(PCE)为2.9%.后来不同的研究组[14-18]相继通过添加HI低温制备了α-CsPbI3薄膜， 并且将 PCE提高到6.44%.然而， 通过添加HI制备……