类卤素诱导的钙钛矿薄膜的可控重结晶过程及其在柔性钙钛矿太阳能电池中的应用

【作者】 董化； 郗俊； 雷霆； 徐洁； 吴朝新；

【机构】 陕西省信息光子技术重点实验室电子物理与器件教育部重点实验室西安交通大学；

【摘要】 传统溶剂法制备的铅基钙钛矿薄膜存在晶粒较小、结晶质量不高、缺陷较多等缺点,限制了钙钛矿太阳能电池效率的进一步提升。本课题组详细研究了揭示钙钛矿多晶薄膜可控生长机制,提出新型"微流反溶剂"钙钛矿薄膜制备方法及"蒸镀-旋涂"的钙钛矿薄膜低温制备工艺,实现超平整钙钛矿薄膜。^[1-2]在此基础上,通过卤素对甲基铵铅卤钙钛矿可控置换反应的动力学过程,在溶剂环境下,利用类卤素离子对MAPbI₃薄膜的后处理,实现了对预制备钙钛矿薄膜连续的部分诱导解离-重结晶过程。经后处理后,薄膜晶粒显著增大,晶界减少、薄膜结晶质量提高、同时缺陷态密度降低接近一个数量级。经修饰后的钙钛矿薄膜应用于平面反型异质太阳能结器件结构中,可得到刚性器件接近20%,柔性器件超过17%的效率。^[3]课题组致力于发展高效率柔性光伏器件,前期在银纳米线透明柔性导电薄膜有重要的成果,实现方阻10欧姆以下,且透过性大于88%的超薄柔性薄膜^[4]。相关工作为进一步实现超轻质高效率的薄膜钙钛矿太阳能电池奠定了重要基础。更多还原