调节钙钛矿结晶和理解钙钛矿膜中的热载流子(HC)动力学对实现高性能钙钛矿太阳能电池(PSC)至关重要。近日,云南大学华雍将一种具有多锚定位点(C═O)的小有机分子(6BAS)作为一种有效添加剂引入到PbI2前体中,并在两步顺序沉积期间调节钙钛矿结晶。
本文要点:
1) 6BAS和PbI2之间的化学相互作用使PbI2晶格的晶面间距增大,这有利于有机铵盐渗透到PbI2层中并完全转化为钙钛矿,从而促进钙钛矿的优先结晶,进而实现晶粒尺寸更大、缺陷态减少的高质量钙钛矿薄膜。作者通过超快光谱研究发现,6BAS的加入可以有效延长HCs的冷却时间,有助于增强HCs的转移,延缓器件中电荷载流子的复合。
2) 6BAS掺杂的PSC效率从22.91%提高到25.32%,并且具有增强的长期稳定性。在N2下经过70天后,具有6BAS的未封装器件效率仅降低6%。同时,在连续AM 1.5 G照明下,在最大功率点下运行1160小时后,经过6BAS处理的PSC保留了95%的初始PCE。
Tai Wu et.al Perovskite Crystallization and Hot Carrier Dynamics Manipulation Enables Efficient and Stable Perovskite Solar Cells with 25.32% Efficiency Adv. Energy Mater 2024
https://doi.org/10.1002/aenm.202400078