利用添加剂改善CsPbI2Br钙钛矿太阳能电池的稳定性

来源 :天津理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:leonontop
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
钙钛矿太阳能电池由于其低廉的制作成本和高的功率转换效率引起了人们的密切关注。到目前为止,钙钛矿太阳能电池的认证效率已达到24.2%。然而,CH3NH3PbI3钙钛矿对热、光和水氧的稳定性较差,严重阻碍了钙钛矿太阳能电池的商业化。在无机钙钛矿中,立方相的α-CsPbI3(Eg约1.72 eV)是最理想的光捕获材料。但它在低温下很容易发生钙钛矿相到非钙钛矿相的相转变。铯铅混合卤化物钙钛矿材料CsPbI2Br(Eg约为1.92 eV)因其全面兼顾带隙和相稳定性而受到更多关注。利用添加剂降低无机钙钛矿的退火温度被证明是一种行之有效的方法。本文主要探究了三个系列的添加剂对CsPbI2Br薄膜成核生长的影响,通过调整掺杂浓度提升全无机钙钛矿电池的性能。具体研究内容如下:(1)研究了利用含碘离子添加剂(HI与LiI)改善CsPbI2Br薄膜形貌、稳定CsPbI2Br立方相。利用SEM、XRD、UV-vis、PL、TRPL、AFM、CA、EIS等测试手段对CsPbI2Br钙钛矿薄膜材料及制备的倒置平面器件进行了表征。结果表明:当添加2 vol%HI时,器件PCE=6.1%,Jsc=12.51 mA/cm2,Voc=1.03 V,FF=47.0%。同时,掺杂2 wt%LiI的器件也展现了较好的器件性能(PCE=5.5%,Jsc=13.09 mA/cm2,Voc=0.76 V,FF=55.4%)。掺杂了LiI的器件由于Li+离子运动的结果,具有较高的Jsc。在此基础上,研究了同时将1 vol%HI与2 wt%LiI共掺杂制备CsPbI2Br钙钛矿薄膜。器件的光电转换效率提升到6.7%(Jsc=13.47 mA/cm2,Voc=0.95 V,FF=52.3%)。稳定性测试表明:共掺杂HI和LiI的未封装器件储存在氩气手套箱中60天后性能衰退小于17%。(2)研究了2种含铟离子添加剂(In(C2H3O23和InCl3)对CsPbI2Br钙钛矿薄膜形貌及制备的倒置平面器件性能的影响。利用SEM、XRD、UV-vis、PL、TRPL、AFM、XPS、EIS等测试手段进行了分析。结果表明:掺杂含铟离子添加剂可以制备晶粒尺寸均一、晶界密度低的CsPbI2Br薄膜。掺杂0.25 wt%In(C2H3O23的器件最优效率可达5.3%(Jsc=11.17 mA/cm2,Voc=0.84 V,FF=56.6%)。掺杂InCl3的器件与之相比拥有更好的结晶度以及更小的内阻。掺杂0.8 wt%InCl3时,获得的最优器件性能为:Jsc=12.82mA/cm2,Voc=0.82 V,FF=55.5%,PCE=5.8%。未封装器件在氩气手套箱中放置35天后效率还保持有初始效率的90%。(3)研究了有机络合物添加剂(亚精胺三盐酸盐(STCl))对CsPbI2Br钙钛矿薄膜形貌及制备的倒置平面器件性能的影响。利用SEM、XRD、UV-vis、PL、TRPL、AFM、CA等测试手段进行了分析。结果表明:通过R-NH3+与PbI2络合可以有效降低晶界缺陷,并使相近的晶格交联起来从而达到稳定其晶体结构的目的。当掺杂0.4 wt%STCl时,器件性能最优(Jsc=10.71 mA/cm2,Voc=1.01 V,FF=50.8%,PCE=5.5%)。未封装器件在氩气手套箱中放置35天后效率下降为初始效率的76%,显示了较好的稳定性。
其他文献
超宽带无线通信技术是一种全新的无线电技术,超宽带信号的产生和接收是超宽带无线通信的一项关键技术之一.而用高速MOSFET管构成的H桥电路驱动大电流辐射天线可产生超宽带脉
介绍优质梨套袋技术,包括套袋前的果园管理工作、套袋时期与方法、摘袋时期与方法、套袋果实着色技术、套袋后果园管理等方面内容,以为优质梨生产提供参考。
背景:磁性纳米颗粒在肿瘤热疗、药物可控性释放、磁共振造影等领域具有广阔应用前景,生物材料与细胞的作用关系是体外研究的重要内容,磁性纳米颗粒细胞内吞评价是肿瘤热疗、药
工程造价对建设单位与施工单位的经济效益产生重要影响。然而在项目的实际施工过程中,影响工程造价的因素较多,如何有效降低工程造价是相关企业亟待解决的重要问题。
商周时期青铜器物上常能见到一种图案化的兽面纹饰——饕餮纹,也称兽面纹;最先采用饕餮纹这个名称的是宋代的《宣和博古图》。饕餮为传说中的一种贪食的恶兽,也比喻贪婪凶恶
减少水产养殖自身对环境的负面影响是维持水产业持续健康发展的关键所在。大型藻类生物滤器可以有效地吸收、利用养殖环境中多余的营养物质,从而减轻养殖废水对环境的影响,并提
文章探讨了多运营商多网络制式复杂情况下地铁通信网络建设中的几个关键技术。介绍了在POI平台实现多个网络制式兼容的方案,对泄漏电缆这一覆盖方式做了理论分析及链路预算,并
中医药作为我国一门特色医学科学,是中华民族优秀文化的重要组成部分,几千年来为中华民族的繁衍昌盛做出了较大的贡献,对世界文明的进步也产生了较为积极的影响。随着现代化
以近年来有关云木香研究文献为依据.概述了云木香在生物学特性、栽培技术、挥发油的提取工艺及化学成分、药理作用的研究概况,以期为云木香的深入研究和进一步开发利用提供参