基于咔唑、二苯并呋喃混合添加剂的宽带隙钙钛矿太阳能电池

【作者】 李娜； 申金良； 杨少鹏；

【机构】 河北大学物理科学与技术学院；

【摘要】 金属卤化物钙钛矿优异的光电性质（较高吸收系数、长载流子寿命、长扩散长度和灵活可调的禁带宽度）以及较高的缺陷容忍度和简单的制备工艺,吸引了全世界来自多个学科的科学家对其进行探索,并展示了良好的应用前景^[1]。由于钙钛矿薄膜的离子性质,晶界（GB）容纳了大量的带电缺陷^[2]。通过前驱体中的某些特定添加剂,如茶碱、咪唑、哌啶和一些胺盐,陷阱态的钝化已被报道为避开这个问题的有效策略。在这些方法中,分子钝化通过坐标结合使某些缺陷失活,从而减少非辐射复合并提高光稳定性。受此启发,我们将咔唑和二苯并呋喃按照比例x:y（Carbazole:Dibenzofuran=x:y）作为添加剂加入钙钛矿前驱体中,可以钝化深电荷阱,增强性能,我们发现:这种有机含氮杂环分子的咔唑通过氨基中的氢键与卤化物阴离子相互作用,固定卤化物物种,并钝化阱态;考虑到钙钛矿表面缺陷的带电性质,含有路易斯碱二苯并呋喃中的基团的有机化合物已被证明可以通过配位或静电相互作用有效钝化带正电荷或负电荷的缺陷。实验验证,在低浓度下,双分子添加剂的作用的钙钛矿对器件性能和稳定性均产生了特别积极的影响,其冠军器件效率达到19.75%（图1b）。除此之外,我们进行了光稳定性测试,在连续的1个太阳照射下,超过250小时,双分子添加剂优化的器件保持了约89%的性能。更多还原