新型添加剂改善全无机钙钛矿太阳能电池稳定性
2021-09-02梁嘉明谭婉怡闵永刚
材料研究与应用 2021年3期
关键词:效率
梁嘉明,谭婉怡,闵永刚
广东工业大学 材料与能源学院,广东 广州 510006
钙钛矿材料具有吸收强、迁移率高、载流子寿命长和可低成本溶液加工等潜在优势,成为太阳能利用领域的重要研究方向.目前,钙钛矿太阳能电池效率最高可达25.2%[1],表现出应用潜力.然而,若想真正实现商业化,提高稳定性是关键之一.相比于有机无机杂化钙钛矿材料[2-3],全无机钙钛矿材料由于其优异的光热稳定性[4-5],逐渐受到研究者们的青睐.
对于铯基全无机钙钛矿体系,CsPbI3具有非常窄的带隙1.73 eV,但在空气中相稳定性差[6-9];而CsPbBr3在空气中稳定性较高,但由于较宽的带隙2.3 eV,最终导致光电转换效率不高[10-12].相比之下,CsPbI2Br体系具有适中的带隙(1.9 eV)和稳定性[13-15],因此基于该体系的钙钛矿太阳能电池的研究较多.经过研究者们的努力,CsPbI2Br体系的光电转换效率突破了16%[16],有望追赶有机无机杂化钙钛矿太阳能电池.然而,即使对于全无机太阳能电池,空气中的水和氧气仍会对钙钛矿太阳能电池的稳定性造成影响[17].例如,水可加速钙钛矿材料在光照条件下的衰减,氧气在紫外光的条件下生成的O-可能会对钙钛矿的稳定性产生影响.
首次使用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)作为添加剂修饰CsPbI2Br全无机钙钛矿电池,发现DOPO的加入能有效改善器件的长期稳定性,在空气中放置10天(在25 ℃和相对湿度为46%的环境下),器件的光电转换效率仅衰减13%,而参比器件(未进行修饰)的稳定性衰减了20%.
1 实验部分
1.1 试剂及其制备
实验所用的试……
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