缺陷对全无机钙钛矿太阳能电池性能的影响

利用一维太阳能电池仿真软件SCAPS对全无机钙钛矿太阳能电池中缺陷对器件性能的影响进行了研究。研究表明,在ITO/SnO_(2)/CsPbI_(3)/CuI/Au电池中,CuI/CsPbI_(3)界面和CsPbI_(3)光活性层缺陷密度对器件的性能具有较大影响。随着缺陷密度增大,器件的开路电压、短路电流、填充因子和光电转化效率均减小,尤其是当缺陷密度大于10^(15)cm^(-3)后,器件性能显著下降。相反地,CsPbI_(3)/SnO_(2)界面缺陷对器件性能无显著影响。通过优化器件的缺陷密度、光活性层的厚度和受主掺杂浓度,全无机钙钛矿太阳能电池的光电转化效率可以达到20%以上。

2D/3D混合Sn基钙钛矿/SnO_(2)异质结光探测器

制备了平面结构2D/3D混合钙钛矿(PEA)_(0.15)FA_(0.85)SnI_(3)/SnO_(2)异质结光探测器。研究发现,SnO_(2)薄膜的引入可以调控(PEA)_(0.15)FA_(0.85)SnI_(3)薄膜的晶体生长过程,有助于获得致密的连续薄膜。在520 nm单色光辐照下,器件的响应度高达3.19×10^(5) A/W,相应的探测率为6.39×10^(15) Jones。在808 nm单色光辐照下,器件的响应度和探测器率也可分别达到1.70×10^(4) A/W和7.28×10^(13) Jones。相关性能明显高于(PEA)_(0.15)FA_(0.85)SnI_(3)单层薄膜光探测器。器件性能的提高一方面是由于钙钛矿薄膜表面形貌的改善,提高了器件的吸收效率和载流子收集效率;另一方面是由于(PEA)_(0.15)FA_(0.85)SnI_(3)和SnO_(2)之间形成了p-n结结构,从而有效提高了钙钛矿薄膜中的光生电子-空穴对的分离效率,降低了电子和空穴的复合几率。同时,(PEA)_(0.15)FA_(0.85)SnI_(3)/SnO_(2)界面处特殊的能级结构也可诱导器件产生光电导增益。