HC(NH2)2PbI3钙钛矿薄膜单源真空热蒸发制备及性能表征

采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能量色散谱仪、分光光度计、荧光光谱仪和霍尔系数测试仪等,对单源真空热蒸发法直接制备的钙钛矿太阳电池吸收层HC(NH_2)_2PbI_3薄膜的晶化和微观结构以及表面形貌、化学元素计量比、光学和电学性能进行表征分析.结果表明,单源真空热蒸发法制备的HC(NH_2)_2PbI_3薄膜表面均匀、致密且平整,薄膜结晶度高,具有典型的钙钛矿晶体结构,薄膜的化学成分符合HC(NH_2)_2PbI_3薄膜的理想化学计量比,其禁带宽度为1.5 e V,满足钙钛矿太阳电池用薄膜的光学性能,将直接有利于钙钛矿太阳电池效率的提高.

阳离子组分工程提高CH(NH_(2))_(2)PbI_(3)太阳能电池性能

有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池目前的研究关键在于其稳定性上,尤其是CH(NH_(2))_(2)PbI_(3)钙钛矿的相不稳定问题.为了提高CH(NH_(2))_(2)PbI_(3)钙钛矿太阳能电池的稳定性,本研究通过在CH(NH_(2))_(2)PbI_(3)钙钛矿中引入不同含量的Cs阳离子,实现了Cs^(+)部分取代CH(NH_(2))_(2)^(+),系统地研究了钙钛矿阳离子组分与性能之间的联系.通过分析不同Cs^(+)含量的钙钛矿结构和Williamson-Hall法计算的微观应变,发现随着适量Cs^(+)的引入,钙钛矿的容忍因子和微观应变均得到了减小,电池的性能也随之增强.但是当Cs^(+)过量时,钙钛矿会发生相分离现象,从而破坏器件的性能.最终在Cs^(+)取代量为0.1时,得到光电转换效率为18.32%的最佳性能的电池器件,并且表现出优异的湿度稳定性和光稳定性.