钙钛矿太阳能电池中的固相钝化和取向调控

【作者】 骆超； 赵清；

【机构】 北京大学物理学院,人工微结构和介观物理国家重点实验室；

【摘要】 钝化钙钛矿薄膜表面的缺陷是发展高效钙钛矿太阳能电池的必经之路。先前的表面钝化大多采用在钙钛矿薄膜表面旋涂包含钝化剂的溶液,可能存在钝化剂残留,钝化剂选择受限,尺寸兼容性,表面组分破坏等问题。课题组提出一种无溶剂参与的固-固钝化策略,先将钝化剂独立制备成任意所需尺寸的薄膜,再通过热压方法将其覆盖在钙钛矿薄膜表面。基板上的钝化剂分子具有很强的配位能力,因此在热压作用下与下层钙钛矿薄膜表面的未配位缺陷通过配位键成键。完成钝化后,钝化剂基板被拆卸,由于配位键的强度远远大于钝化剂分子之间的范德华力,因此钝化剂分子可以保持停留在钙钛矿薄膜表面的缺陷位点上从而实现缺陷钝化。对于钙钛矿薄膜表面的无缺陷区域,由于没有化学相互作用,钝化剂分子会随钝化剂基板的拆卸而被移除,实现了一种无溶剂参与的靶向精确钝化(图1)。该方法显著降低了载流子的非辐射复合损失,且钝化剂基板可多次重复使用。基于该固-固键合靶向缺陷钝化技术获得了实验室25.2%,第三方认证机构(24.65%)的钙钛矿太阳能电池光电转换效率。更多还原