加热和水处理共同调控PbI_(2)薄膜形貌及其在钙钛矿太阳电池中的应用研究

该文研究加热和水处理共同作用对PbI薄膜形貌的调控和对钙钛矿太阳电池性能的影响。使用的钙钛矿体系为(FAPbI_(3))_(1-x)(MAPbBr_(3))_(x),并在两步法工艺基础上对PbI薄膜进行不同时间加热和短时间水处理可将PbI薄膜制备成多孔结构。将双重处理后的PbI薄膜制备成钙钛矿薄膜后,可发现钙钛矿薄膜质量明显提升,表现在:钙钛矿的晶粒尺寸明显增大、结晶性增强、吸光能力提升、载流子传输更快。且此种方式能有效调控钙钛矿薄膜中的PbI残留量。在器件效率方面,只对PbI薄膜进行加热处理制备的电池的开路电压、短路电流、填充因子和效率分别为1.05 V、23.12 mA/cm^(2)、73.81%和17.92%,而在最优双重处理工艺下制备的电池的这4个相应的参数分别为1.09 V、24.75 mA/cm^(2)、77.85%和21.10%。

基于飞秒激光对PbI_(2)薄膜瞬态克尔磁光效应研究

本文利用飞秒瞬态反射光谱和克尔旋转光谱,系统研究了溶液法制备的厚度为~200 nm的PbI_(2)薄膜的动力学过程,并讨论了自旋弛豫机制。研究结果表明,瞬态反射光谱在502 nm处出现漂白峰,在487和522 nm处出现吸收峰,分别归因于带填充效应和带隙重整效应。左旋圆偏振光和右旋圆偏振光激发得到的克尔磁光信号符号相反、大小相等,最大克尔旋转角和椭偏率分别达到10°和0.12/μm。自旋弛豫寿命随抽运光通量的增加而缩短,最短弛豫寿命为1.6 ps,自旋弛豫机制归因于强自旋轨道耦合效应导致的Elliott-Yafet机制。另外,结果发现克尔磁光效应在带隙附近信号较强。在测量的波长范围内,自旋弛豫寿命均在几个皮秒量级,表明了PbI_(2)材料是制备自旋电子器件的良好材料,并且在带隙附近灵敏度最高。