光辅助消除气相交换沉积钙钛矿薄膜中的缺陷

【作者】 曹焕奇； 李今朝； 李孜怡； 董征； 杨利营； 印寿根；

【机构】 天津理工大学材料科学与工程学院； Young Investigator Group Hybrid Materials Formation and Scaling；

【摘要】 钙钛矿太阳能电池中经常存在大量缺陷,这些缺陷影响了器件的效率和光稳定性。近期我们详细研究了在顺序气相法合成钙钛矿薄膜过程中施加不同辅助光照的作用。在气相交换合成法中~1,引入不同波长的光对反应进行干预。我们发现相对于黑暗条件下制备的器件,白光下制备的器件效率和稳定性均得以显著提升,从15%提高至20%。对器件中的深能级缺陷进行对比,可知施加辅助白光光照合成的钙钛矿薄膜中深能级缺陷密度大幅降低。与单色光相比,白光辅助下合成薄膜中的缺陷态密度最小(图1)。为探究其缺陷消除机理,我们对薄膜进行了纵向元素分布分析。发现在白光LED的辅助照射下,更多碘离子向薄膜内部扩散,同时薄膜表层甲铵离子的堆积现象有所缓解。光致离子迁移减缓了薄膜内部深能级缺陷的生成,使后续制成器件之后的缺陷态移动速率有所降低。我们对不同辅助光照下制备器件的光照稳定性进行了测试。发现白光下制备的器件在不同颜色光照下的稳定性明显增强。同样表明光辅助合成钙钛矿薄膜中的缺陷密度有所降低~2。更多还原