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碳基钙钛矿太阳电池(颁-笔厂颁)兼具稳定性和低成本的优势,是一种高性价比的光伏技术。然而,较低的效率是其商业化应用的一大障碍。在制备过程中,钙钛矿薄膜不可避免地会产生缺陷,这些缺陷普遍存在于钙钛矿的表面和体相中,它们充当载流子的复合中心,导致非辐射复合损失,最终降低了电池效率和稳定性。因此,有效的缺陷钝化策略是提高电池性能的关键。
近日,华南农业大学的饶华商&钟新华团队提出了一种“湿膜处理"和“干膜处理"相结合的综合策略,分别钝化CsPbI3 薄膜的表面和体相缺陷。在中间相阶段采用卤化胆碱的湿膜处理,使LD 钙钛矿完*渗透于体相中。这种综合钝化策略可以更有效地抑制非辐射复合。在此基础上,通过调整卤化胆碱来促进载流子提取过程,从而优化器件的能级排列。最终,CsPbI3 C-PSC的效率达到 19.65%,创下了无机C-PSC的新纪录。
碘化胆碱(ChI)处理被证明可以有效钝化CsPbI3薄膜的表面缺陷,在退火后处理(干膜处理)过程中,ChI与CsPbI3通过离子交换反应形成1D ChPbI3,从而构建1D/3D异质结构。然而,由于Ch+的渗透性有限,Ch+很难穿透整个钙钛矿薄膜并在体相中形成LD钙钛矿。因此,传统的干膜处理不足以钝化CsPbI3薄膜中的体相缺陷。鉴于此,作者利用ChI对薄膜的中间相组成的湿膜进行处理,使ChI能够扩散到薄膜深处。由于ChI沿着中间相晶体的晶界渗透湿膜,生成的1D ChPbI3倾向于覆盖CsPbI3晶体。
笔尝测试结果表明,干膜处理更有利于钝化钙钛矿薄膜的表面缺陷,而湿膜处理由于颁丑滨的高渗透性更有利于钝化钙钛矿薄膜的体缺陷。为此,采用湿膜处理结合干膜处理的综合策略来获得奥/顿-蹿颈濒尘,以实现对颁蝉笔产滨3薄膜表面和体缺陷的更有效的钝化。另外,湿膜处理过程中颁丑+渗透到整个钙钛矿薄膜中并得到稳定的颁丑笔产滨3,抑制体相中δ相的形成,提高了钙钛矿相的稳定性。基于综合策略下组装的颁-笔厂颁获得了18.42%的冠*效率。
进一步的,作者发现,在湿膜处理过程中用ChCl代替ChI,能够将钙钛矿/碳界面从向下变为向上的能带弯曲,优化了能级结构,消除了空穴提取势垒,提高了载流子提取效率。最终获得的CsPbI3 C-PSC的效率达到 19.65%,创下了无机 C-PSC 的新纪录。
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