2021 Angew. Chem. Int. Ed.:超过1.23V的开路电压! 如何解决钙钛矿薄膜缺陷问题?

因精准才能顶尖!

  Angewandte Chemie (IF 15.336) 于2021年12月刊登一项研究。有机-无机卤化物钙钛矿薄膜在溶液处理时,在表面和晶界处很容易形成相关的缺陷 (包括卤化物空位和间隙缺陷)。其中,

  1. 未配位的铅阳离子在带隙内产生缺陷能级
  2. 过量的碘化物会干扰界面载流子传输

  因此,这些缺陷会导致器件中严重的非辐射复合、滞后和大量能量损失。此处,研究团队引入聚丙烯腈 (polyacrylonitrile, PAN) 来钝化钙钛矿薄膜中的未配位铅阳离子。透过使用光焱科技的QE-R量子效率测量系统来记录外部量子效率 (EQE) 与其他仪器协助量测。在多个常见的聚合物比较后,结果发现,相较常用的羰基,氰基的配位能力较强。强配位会降低薄膜表面的I/Pb比。因此,使用PAN钙钛矿薄膜,其器件效率从21.58 %提高到23.71 %,开路电压由1.12 V提高到1.23 V,离子迁移活化能提高,运行稳定性也提升。

  量子效率测量系统除了用于钙钛矿太阳能电池的EQE (External Quantum Efficiency) 光谱分析,同时对于太阳能电池在太阳光模拟器下的短路电流,也提供了Jsc (short-circuit current density)的比对,以证明实验的准确性!

Device structure for perovskite solar cell

钙钛矿太阳能电池的器件结构。

Polyacrylonitrile perovskite film

引入具有C≡N基团的聚丙烯腈来钝化钙钛矿薄膜中的未配位铅阳离子。器件效率从21.58 %提高到23.71 %,开路电压从1.12 V提高到1.23 V。

EQE curves PVSK-PAN solar cell

EQE曲线和综合控制电流和PVSK-PAN太阳能电池。

本文关键词:卤化物钙钛矿薄膜、halide perovskite film、聚丙烯腈、polyacrylonitrile、量子效率、Quantum Efficiency

原文:https://doi.org/10.1002/anie.202113932

open-circuit voltage halide perovskite film

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