高效稳定钙钛矿太阳能电池

【作者】 詹义强；

【机构】 复旦大学；

【摘要】 具有ABX3结构的金属卤化物钙钛矿是目前研究最为广泛的光电子材料之一,特别是在太阳能电池的应用方面。在短短十几年时间,太阳能电池的效率就飞跃至25.2%,非常接近晶硅太阳能电池的水平。目前,大多数高效率的钙钛矿型太阳能电池都是由多种A阳离子或多种X离子混合而成。然而,由于挥发性甲胺的损失和不同离子的相分离,导致了钙钛矿太阳能电池的长期稳定性欠佳。α-FAPbI3具有理想的立方晶体结构,与混合阳离子钙钛矿相比,具有更低的带隙,同时也没有易挥发的甲胺基团,因此被人们认为是最合适的太阳能戴电池吸光材料。然而,黑相的α-FAPbI3在室温下不稳定,容易转变为黄色的δ-FAPbI3。因此,获得高效、稳定的α-FAPbI3对钙钛矿的研究具有重要意义。在这里,我们报告了一种新的分布沉积方法,利用MASCN蒸气处理黄色相的FAPbI3钙钛矿薄膜来制备高度结晶的纯黑色相FAPbI3钙钛矿薄膜,其功率转换效率高达23.5%。我们获得了1.18v的高开路电压(VOC),对应于1.48ev的带隙能量,仅损失300mev,是目前有报道的最低的开路电压损失。该方法的报道为提升钙钛矿材料的长期稳定性,进一步推进钙钛矿太阳能电池产业化起到了积极地作用。更多还原