仲婷婷 张晨 哈木 徐望舒 唐坤鹏 徐翔 孙文天 郝会颖 董敬敬 刘昊 邢杰

(中国地质大学(北京)数理学院,北京 100083)

全无机CsPbBr3钙钛矿材料因其本征稳定性好、成本低廉从而在光伏领域展现出巨大的应用潜力,但目前CsPbBr3太阳能电池的光电转换效率仍远低于其他体系的钙钛矿太阳能电池.本文以无空穴传输层结构的碳基CsPbBr3全无机钙钛矿电池作为研究对象,以多步旋涂法为基础,通过在PbBr2(DMF)溶液中添加2-苯乙胺溴盐(PEABr)来调控CsPbBr3薄膜的结晶质量,降低薄膜缺陷态密度,钝化晶粒间界,并对其中的关键工艺参数包括CsBr的用量(旋涂次数)、旋涂PbBr2薄膜时的衬底预热温度以及退火温度进行了优化.最终在大气环境下获得了兼具稳定和高效的无空穴传输层结构的碳基CsPbBr3太阳能电池,器件的光电转换效率达到8.25%,并在无封装条件下保存1500 h仍可保持90%以上的效率,对于进一步拓展CsPbBr3钙钛矿电池的优化设计思路具有重要意义.

1 引言

当前能源危机与环境污染问题十分严峻,寻求和发展新能源已经迫在眉睫.在众多新型可再生能源(如风能、水能等)中,太阳能由于资源丰富以及十分清洁等优点成为光伏发电的重要应用,其中钙钛矿太阳能电池因为其优异的光伏性能而备受关注[1−5].最近十年间,有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池的光电转换效率(PCE)从最初的3.8%[6]惊人地迅速增长到25.6%[7].纵观近年来钙钛矿太阳能电池的发展趋势,不难发现,一方面是以优质钙钛矿薄膜作为吸收层……