钙钛矿太阳能电池研究进展:空间电势与光电转换机制

钙钛矿太阳能电池具有高光电转换效率和低成本制备的特点,是极具希望实现大规模应用的下一代光伏技术.然而,对该类器件的光电转换过程的认知仍然不够清晰,相关研究难以直接观测器件内部的空间电势及其对光生电荷载流子的影响.开尔文探针力显微镜技术能够直接探测出器件空间电势的分布,进而直接反映器件工作的状态,成为理解钙钛矿太阳能电池的光电转换机理的有效途径.本文主要介绍了钙钛矿太阳能电池内部空间电势分布与光电转换机制的研究进展,集中讨论了通过开尔文探针力显微镜技术直接探测空间电势的光致变化和电致变化来揭示电荷载流子产生、分离、输运、复合等光电转换关键机制,并对其在未来研究中存在的问题和挑战做了进一步的展望.

甲脒基卤化物钙钛矿薄膜的相稳定性

甲脒基卤化物钙钛矿(FAPbI_(3))太阳电池具有光生载流子寿命长、光电转换效率高等优点,是目前光伏领域的研究热点.然而,在室温条件下,FAPbI_(3)的相稳定性差,会从具有光电活性的立方α相逐渐转变为非活性的六方δ相,是限制卤化物钙钛矿太阳电池发展的难题之一.本文研究了不同温度条件下FAPbI3薄膜的相变行为,发现其相稳定性主要受过冷度和离子热运动两种因素的影响,在80℃条件下的相稳定性明显高于20℃的结果.与传统A位掺杂替代FA^(+)和X位掺杂替代I^(-)方法不同,本文采取B位掺杂以Eu2+替代Pb^(2+),发现掺杂的薄膜样品的光吸收谱、晶格衍射峰、光致发光等结构与光学特性的稳定性都得到明显提升,表明该B位掺杂可以有效提高FAPbI_(3)光电活性α相的稳定性.本文结果为FAPbI3钙钛矿的相稳定性研究提供了新的研究思路.