基于醋酸铅前驱体且效率超过18%的反式平面结钙钛矿太阳能电池

【作者】 赵丽宸； 罗德映； 朱瑞； 龚旗煌；

【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】 近年来,钙钛矿太阳能电池以其易制备、低成本和高效率的优点备受关注,而卤化铅则是制备钙钛矿活性层最为常见的铅源材料[1,2]。最近,醋酸铅作为较具潜力的传统卤化铅的替代物,以简单的制备工艺显示出它的优越性[3-4]。然而迄今为止,基于醋酸铅前驱体的钙钛矿太阳能电池相比较于其它已经报道的基于传统卤化铅前驱体的高性能反式平面结钙钛矿太阳能电池在能量转换效率方面稍显不足。这里,我们将展示一种可以提高基于醋酸铅前驱体钙钛矿太阳能电池效率的策略。我们采用CH₃NH₃Br作为一种添加剂,添加于醋酸铅和CH₃NH₃I前驱体溶液中,最终得到了平整、致密且没有针孔的钙钛矿薄膜。结合SEM、AFM、XRD、UV-vis、PL、EIS等一系列表征,结果发现CH₃NH₃Br可以有效提高钙钛矿薄膜的表面形貌和结晶度,调控光学和电学性质,进而改善了器件的性能。经过对各工艺参数的优化,反式平面结钙钛矿太阳能电池获得了18.32%的最佳效率,并同时提高了三个参数(Jsc=22.34 mA cm^-2,Voc=1.00 V,FF=0.82)。此外,该器件在最大功率点可以达到17.60%的稳态输出功率。优化后的器件在不同的扫描条件下也显示出了可以忽略不计的电流密度-电压（J-V）磁滞效应。更多还原