二胺阳离子稳定FAPbI₃钙钛矿α相提升钙钛矿太阳能电池性能

【作者】 李欣欣； 丁长增； 杨永珍； 闫翎鹏； 马昌期；

【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； 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,创新实验室； 太原理工大学,材料科学与工程学院；

【摘要】 目前,有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池（PSCs）的能量转换效率已经突破25.8%^[1],但稳定性差限制了PSCs的产业化^[2-4]。研究表明,线性二胺类分子掺杂可以调控钙钛矿结晶,钝化缺陷从而提升器件性能,然而该类二胺类分子掺杂倾向于形成2D结构降低器件效率。鉴于此,本研究首先系统优化PbI₂和MACl比例后,使用低浓度BDACl₂（BDACl₂:FAI≤1.0 mol%）掺杂活性层制备PSCs,研究了BDACl₂掺杂对钙钛矿薄膜及电池效率和稳定性的影响。研究发现,合适比例的二胺分子掺杂活性层可以钝化钙钛矿薄膜表面的FA空位缺陷,减少电荷非辐射复合损失,且未形成2D结构钙钛矿,从而提升器件的效率和稳定性。基于最佳掺杂比例（0.2 mol%）的PSCs效率达到了24.12%（control组仅为22.47%）,工作1500 h后保持80%以上初始效率（control组仅为43%）。这是由于BDACl₂抑制钙钛矿分解和α相向δ相的转变;并且有效阻止工作过程中Ag电极迁移对钙钛矿层的腐蚀。本报告将详细介绍线性二胺类分子对PSCs的性能和稳定性影响机理。更多还原