FAPbI3量子点钝化实现高效MAPbI3钙钛矿太阳能电池
2021-08-27余勇华钱晓强袁建宇
余勇华,钱晓强,袁建宇
(1.江苏新扬子造船有限公司,江苏 靖江 214500;2.苏州大学功能纳米与软物质研究院,江苏 苏州 215123)
由于有机-无机卤族钙钛矿材料所表现出的众多优异的材料性能,如高消光系数、高载流子迁移率以及微米级载流子扩散长度,钙钛矿薄膜太阳能电池在过去的十年里吸引了科研界的广泛关注,被认为是十分具有潜力的光伏材料[1-4]。其光电转化效率(PCE)也在短短的几年中从3%上升到25.5%[5]。然而卤族钙钛矿薄膜在空气中稳定性较差,与水氧接触后易分解,使得提升钙钛矿薄膜的稳定性,尤其是对于水分子的稳定性,一直是该领域的研究热点之一[6-9]。
与体相钙钛矿薄膜相比,钙钛矿量子作为零维材料,不仅具备量子限域效应,同时也在表面配体的辅助下具有极高的稳定性[10]。自2016年美国国家可再生能源实验室的Luther课题组将CsPbI3量子点应用于太阳能电池以来,钙钛矿量子点材料在光伏领域的发展十分迅速[11-12]。而利用钙钛矿量子点自身的稳定性与钙钛矿体相薄膜相结合的器件制备方法也逐渐兴起。2018年,陕西师范大学刘生忠课题组利用CsPbI3量子点与CsPbI2Br形成异质结,大幅提升整体器件的短路电流并最终获得13.45%的光电转化效率[13];2019年,吉林大学张宇课题组将CsPbBr3量子点通过反溶剂对钙钛矿薄膜表面进行掺杂,所形成的Cs1-yMAyPbI3-xBrx钝化层有效降低了薄膜表面缺陷态浓度,提升了器件效率及稳定性[14];同年,沙特阿拉伯国王科技大学的Bakr课题组在反溶剂法制备的MAPbI3中利用CsPbBrCl2量子点对薄膜表面进行钝化修饰,抑制了体相薄膜中的MA+迁移,进而提升了器件效率和稳定性[15]。……
