韩思奇 张海明 何青辰 李育洁 王汝峰

1) (天津工业大学材料科学与工程学院,天津 300387)

2) (天津中德应用技术大学智能制造学院,天津 300350)

全无机CsPbIBr2 钙钛矿材料由于兼顾了光学性能和稳定性而受到人们广泛关注.然而,传统一步旋涂法下制备的CsPbIBr2 薄膜通常存在较多缺陷,导致电池器件效率难以提升.考虑到常规反溶剂法工艺窗口较窄且重复性差的问题,提出一种前驱体膜处理工艺以制备高效稳定的碳基CsPbIBr2 电池.以异丙醇(IPA)作为反溶剂,通过调控前驱体膜中二甲基亚砜(DMSO)的蒸发速率进而调整钙钛矿的形核位置,并在IPA 中加入了硫氰酸胍(C2H4N4S)作为钝化剂来调控钙钛矿的成核及结晶过程.结果表明,优化后的CsPbIBr2 薄膜致密性有明显提升,结晶性以及晶粒的取向性有所改善,具有更好的载流子分离和传输效率.制备的电池器件光电转换效率最高达到6.71%,与参比器件5.29%的效率相比提升了近21.16%.此外,经前驱体膜处理工艺后制备的钙钛矿电池具备更高的稳定性.本研究旨在提出一种新的制备技术来提高全DMSO 溶剂体系下无机钙钛矿薄膜的质量.

1 引言

有机-无机钙钛矿太阳能电池由于工艺简单、效率高、材料环保等特点,近年来是光伏器件领域的研究重点[1,2].目前,有机-无机钙钛矿电池效率已从2009 年的3.8%快速提高到2020 年的25.5%[3].但是钙钛矿薄膜中的有机基团具有挥发性,在光照、加热、潮湿等条件下都易发生分解[4−6].此外,电池中的有机空穴传输层以及金银等贵金属作为电……