Angew. Chem. :低维异质结构助力碳基无机钙钛矿太阳电池效率新记录

  • A+

钙钛矿在成核和晶体生长的过程中不可避免地会形成缺陷,这些缺陷是制约器件光伏性能和稳定性的重要因素,有效地缺陷钝化策略有利于构建高效率的钙钛矿太阳电池器件。



1

卤化胆碱(ChX,X=Cl, I)是一种季铵盐(NR4X),被证实是一种有效的后处理试剂用于钝化钙钛矿薄膜的表面缺陷。过去的研究中,卤化胆碱对钙钛矿薄膜的钝化作用被认为是通过阴/阳离子的分子钝化而非生成低维钙钛矿材料所导致。然而,我们发现choline iodide(ChI)处理时,100度退火和常温下都可以通过Ch+取代CsPbI3中Cs+的方式原位生成1D ChPbI3,进而形成1D/3D异质结构。这种异质结构的构建有效地钝化了CsPbI3表面缺陷,薄膜的荧光寿命由钝化前的20.2 ns提高到钝化后的49.4 ns,极大地降低了薄膜与器件中的非辐射损失。

2

与此同时,1D ChPbI3/3D CsPbI3异质结构也显著地提高了CsPbI3薄膜在湿润环境中的相稳定性,其原因一方面归因于1D ChPbI3超高的水稳定性,另一方面反应生成1D ChPbI3的过程中也可以修复少量的δ-CsPbI3坏点进而抑制薄膜的恶化。

9

鉴于1D/3D异质结构的构建对CsPbI3薄膜缺陷态钝化和稳定性提高方面的作用,这种1D/3D结构的CsPbI3薄膜被用于组装碳基钙钛矿太阳电池(C-PSC),将光电转换效率从13.69%提升至18.05%,并获得了17.8%的认证效率。据作者所知,这是目前基于无机钙钛矿的HTM-free C-PSC新记录。

文信息

1D Choline-PbI3-Based Heterostructure Boosts Efficiency and Stability of CsPbI3 Perovskite Solar Cells

Jianxin Zhang, Dr. Guizhi Zhang, Dr. Pei-Yang Su, Rong Huang, Jiage Lin, Dr. Wenran Wang, Prof. Zhenxiao Pan, Dr. Huashang Rao*, and Prof. Xinhua Zhong


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202303486




weinxin
我的微信
关注我了解更多内容

发表评论

目前评论:0