碘化钾对两步法制备钙钛矿薄膜及其电池性能的影响

有机-无机杂化钙钛矿太阳电池因具有光电转化效率高和制备成本低廉等优点而备受关注。钙钛矿薄膜中的缺陷是限制钙钛矿电池性能进一步提升的重要因素,而缺陷调控又依赖于薄膜制备方法的发展和进步。两步法是制备钙钛矿薄膜和电池的主要方法之一,但目前对在两步法前驱液中引入添加剂如何影响钙钛矿薄膜结晶过程和缺陷密度的认识不足。本工作致力于利用光谱、X射线衍射、扫描电镜和电学测试等技术手段研究在两步法的铅盐溶液中引入碘化钾(KI)对卤化铅溶液、钙钛矿转化、缺陷密度和电池性能的影响。实验结果表明,适量KI的引入有利于高碘配位数铅碘配合物的生成,促进卤化铅向钙钛矿相的室温转化,并有效降低钙钛矿薄膜中的缺陷密度,钙钛矿电池的光电转化效率从无KI时的17.49%提高到19.17%。本工作的研究结果不仅有助于加深对两步法制备钙钛矿过程中结晶规律的理解,而且有助于进一步推动钙钛矿薄膜质量和器件性能的提升。

籽晶层对氧化锡纳米棒生长质量及其钙钛矿太阳能电池性能的影响

利用SnCl_(2)·2H_(2)O和SnO_(2)纳米粒子为籽晶层前驱体分别生长SnO_(2)纳米棒,并作为电子传输层制备钙钛矿太阳能电池(PSCs)。综合利用场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外可见近红外分光光度计(UV-vis)、稳态光致发光光谱(PL)和伏安特性曲线(J-V)等表征技术,分析研究籽晶层前驱体对SnO_(2)纳米棒薄膜和钙钛矿薄膜的形貌、结构、光学性质、SnO_(2)/钙钛矿界面间的电荷转移能力以及电池性能的影响规律。结果表明:SnO_(2)纳米粒子相比SnCl_(2)·2H_(2)O能够形成更致密的籽晶层,从而更易于生长出平整、均匀的SnO_(2)纳米棒薄膜。沉积于以SnO_(2)纳米粒子为籽晶层的SnO_(2)纳米棒上的钙钛矿有源层具有更好的结晶质量和更强的光吸收性能,所制备电池的最高效率达到12.93%。本工作表明SnO_(2)纳米粒子是一种优异的生长SnO_(2)纳米棒薄膜的籽晶层材料,为制备高性能的基于一维电子传输材料的钙钛矿电池奠定了一定基础。