双氟磺酰亚胺钾盐表面后处理优化钙钛矿薄膜质量及器件性能

【作者】 陈青； 翟光美； 任锦涛；

【机构】 太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室；

【摘要】 有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池因其较高的光电转换效率（PCE）和简单的制备工艺而备受关注[1]。目前,限制PSCs性能进一步提高的主要因素之一是钙钛矿型活性层中的缺陷[2]。本工作发展了一种有效的钙钛矿层的表面后处理方法,即使用双氟磺酰亚胺钾盐（Potassium bis（fluorosulfonyl）imide, KFSI）对钙钛矿薄膜表面进行后处理,达到了钝化钙钛矿缺陷,提高器件光伏性能并减小迟滞效应的效果。研究表明,KFSI中的S=O键、S-N键、带正电荷的K⁺和带负电荷的FSI^–离子均可通过路易斯酸碱相互作用或者形成离子键对钙钛矿膜中的多个缺陷起到钝化作用。经过优化浓度的KFSI处理后,钙钛矿薄膜的陷阱密度从8.41×10¹⁵ cm^-3下降到3.97×10¹⁵ cm^-3,显著抑制了钙钛矿薄膜内部以及钙钛矿与空穴传输层界面的陷阱辅助非辐射复合。经KFSI处理的电池器件（Au为背电极）实现了～19%的PCE且迟滞现象减小,明显优于对照器件的17.22%。同时,所制备太阳能电池的性能可重复性显著提高。这项工作为钝化钙钛矿薄膜中的多种缺陷,进一步提高钙钛矿太阳能电池的性能提供了一种简便方法。更多还原