经过外表钝化工程增强全无机碘化铯铅钙钛矿太阳能电池功能
来源:http://www.360niub.com 责任编辑:ag88环亚娱乐 更新日期:2019-03-27 15:30

  经过外表钝化工程增强全无机碘化铯铅钙钛矿太阳能电池功能

  导言

  因为传统的有机-无机杂化钙钛矿资料存在着不可避免的热/湿不安稳性,导致器材在高温或许高湿度条件下功能阑珊严峻,阻止了钙钛矿太阳能电池商业化的进程。在这样的大布景下,纯无机铯铅卤化物钙钛矿具有杰出的环境安稳性和优异光伏功能便自然而然地成为商业化钙钛矿太阳能电池的研讨热门。尊龙d88。常用的无机铯铅卤化物钙钛矿是碘化铯铅,可是碘化铯铅钙钛矿存在两个相,一个是低温?相(正交晶相)和高温α相(立方晶相)。这两个相的带隙分别是2.82 eV和1.7 eV,只要高温立方相的碘化铯铅才是抱负的吸光资料可用于高功率的钙钛矿太阳能电池。因而如安在常温下使得碘化铯铅钙钛矿安稳在立方相仍然是个巨大的应战,也是制备安稳高效碘化铯铅钙钛矿太阳能电池的关键所在。

  效果简介

  近来,山东大学尹龙卫教授等人在Nature. Commun.上宣布了一篇题为“Surface passivation engineering strategy to fully-inorganic cubic CsPbI3 perovskites for high-performance solar cells”的文章。该文章经过聚合物聚乙烯吡咯烷酮(PVP)诱导外表钝化进程获得了长时刻安稳存在的立方晶相碘化铯铅,其电池功率高达10.74%,而且具有优异的环境安稳性。

  图文简介

  图1:碘化铯铅薄膜和碘化铯铅丐太阳能电池的结构和描摹表征

  (a). 不同晶相的碘化铯铅薄膜的XRD谱;

  (b). 正交晶相和立方晶相的碘化铯铅的老化图;

  (c, d). 正交晶相和立方晶相的碘化铯铅薄膜的SEM图;

  (e). 无机碘化铯铅钙钛矿太阳能电池的横截面SEM图。

  图2:碘化铯铅的傅里叶变换红外光谱和核磁共振谱

  (a). 纯PVA、在PVA下组成的碘化铯铅薄膜以及异丙醇处理的碘化铯铅薄膜的傅里叶变换红外光谱;

  (b, c). PVP以及碘化铯铅-PVP的1H和13C的核磁共振谱。

  图3:PVP诱导立方晶相碘化铯铅的安稳性机制

  (a). 碘化铯铅和PVP化学分子键衔接示意图;

  (b). 碘化铯铅中的PbI2和Cs离子在DMF/DMSO溶剂中自发地与PVP分子拼装和相互效果,并坚持亚稳态;

  (c). 在PVP分子的效果下,CsPbI3纳米晶构成于PVP分子上,并坚持相对独立和安稳;

  (d). PVP经过N/O键和Cs键结合在碘化铯铅晶体外表。

  图4:立方晶相碘化铯铅钙钛矿薄膜的光学表征以及器材功能表征

  (a). 立方晶相碘化铯铅钙钛矿薄膜的紫外-可见吸收光谱;

  (b). 在玻璃衬底上堆积正交和立方晶相碘化铯铅薄膜的时刻分辩光致发光光谱;

  (c). 器材的IPCE曲线以及短路电流积分;

  (d). 立方晶相碘化铯铅钙钛矿太阳能电池的J-V曲线;

  (e). 30个器材的功能统计图。

  图5:器材的安稳性测验

  (a). 无密封器材暴露在湿度为45 - 55%条件下的功率演化;

  (b). 不同温度下器材对应的功率;

  (c). 无密封器材暴露在温度为60℃条件下的功率演化。

  小结

  研讨者经过聚合物PVP钝化办法,效果获得了高效安稳的立方晶相碘化铯铅钙钛矿薄膜太阳能电池。器材功率高达10.74%,而且具有杰出的安稳性。该效果为推进纯无机钙钛矿的商业化进程具有重要意义。

  

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