Abstract:
近年来,随着钙钛矿太阳能电池(PSC)的快速发展,其长期稳定性逐渐成为其商业化的进程的主要障碍,目前采用的封装技术虽然可以延缓钙钛矿器件的降解,但是封装材料和钙钛矿之间依然存在一些不可避免的副作用。为了获得稳定的器件,减少薄膜中的缺陷和提高钙钛矿薄膜的质量成为重要的策略。在本工作中,采用了1,3-二甲基碘化咪唑(DMII)离子液体(IL)作为添加剂钝化缺陷,并制备出具有更大晶粒尺寸的高质量钙钛矿薄膜。通常,离子迁移在器件长期运行的过程中时常发生,其造成的缺陷会随着时间的增长而积累得越多,严重损害了器件的性能和稳定性,然而引入的DMII可以作为"离子稳定剂"来钝化点缺陷,弥补由离子迁移带来的空位缺陷,并且其咪唑基可与PbI_3~-缺陷相互作用,降低了I~-与Pb~(2+)之间的作用,从而减少了由PbI2导致的非辐射复合缺陷。此外,在晶体生长的过程中,均相成核和晶体生长常常无法达到理想的状态。因此,调控晶体的结晶动力学对于合成具有大晶粒尺寸和较少晶界的高质量均匀的钙钛矿薄膜至关重要。在本工作中,适量的DMII可以和PbI_2反应形成(DMI)PbI_3并作为晶体生长所需的"晶种",再进一步通过Ostwald熟化作用延缓晶体的结晶过程并产生均匀的成核作用,从而制备出结晶度更高、表面更光滑和晶粒尺寸更大的高质量薄膜。经过DMII修饰后的钙钛矿器件开路电压(VOC)得到明显提升,薄膜的抗湿性得到显著增强,未封装的DMII器件在15±5%的相对湿度下老化60天后仍保持了91%的初始效率,并且在室外无封装的条件下薄膜的分解速率大大降低,稳定性得到了有效的提高。~([1])
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Year: 2023
Language: Chinese
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