王兰 程思远 曾航航 谢聪伟龚元昊 郑植 范晓丽†

1) (西北工业大学材料学院, 凝固技术国家重点实验室, 西安 710072)

2) (西北工业大学玛丽女王工程学院, 西安 710127)

3) (许昌大学先进材料与能源学院, 表面微纳米材料研究所, 河南省微纳米储能与转换材料重点实验室, 许昌 461000)

(2021 年1 月22 日收到; 2021 年5 月21 日收到修改稿)

1 引 言

作为新兴的三元金属卤化物光电材料, 甲基铵碘化铅(MAPbI3)引起了人们的广泛关注. 在过去十年中, 其功率转换效率迅速提高, 目前已超过25.7%[1-3]. 然而, MAPbI3的空气不稳定性及铅的高毒性阻碍了其商业化应用[4,5]. 人们尝试用其他金属, 如Sn, Ge, Sb 和Bi 来取代三元金属卤化物中的铅[6-9]. Sn2+, Ge2+离子在潮湿环境下容易发生氧化, 致使Sn 基和Ge 基卤化物太阳能电池的功率转化效率降低[10,11]. Bi 基金属卤化物因其优良的空气稳定性得到了广泛的研究[12-19], 值得注意的是, 三元金属卤化物AgBiI 具有多种组分比结构(AgBiI4, AgBi2I7, Ag2BiI5, Ag3BiI6, AgBi3I10)、合适的光学带隙(1.71—1.83 eV)、宽的光吸收谱[15-19].

Lu 等[15]用溶液法合成了一种环境友好、性能稳定的全无机卤化铋银AgBiI4太阳能吸收层材料, 表现出优异的空气稳定性. Kulkarni 等[16]采用溶剂工程技术在较低温度下获得均匀无针孔的AgBi2I7薄膜, 组装成的太阳能电池具有光、热和湿度的长期稳定性. Ramachandrana 等[17]通过溶解碘化银和碘化铋后真空退火制备碘化银铋薄膜,X 射线衍射分析表明薄膜结构为Ag2BiI5, 具有1.71 eV 的带隙, 使用其组装成的可见光探测器表现出良好的响应性、灵敏度和入射光强度依赖性.Yi 等[19]报道了一种用于太阳能电池的新型Bi 基类……