高质量的钙钛矿(PVK)薄膜对于制造高效且稳定的钙钛矿太阳能电池(PSCs)至关重要。然而,不稳定的钙钛矿悬浮液中的胶体颗粒常常阻碍低缺陷密度的晶体薄膜的形成。
在此,山东科技大学赵媛媛和唐群委等人将乙二胺四乙酸(EDTA)作为胶体稳定剂引入到碘化铅(PbI2)胶体溶液中。EDTA与Pb2+形成螯合物,增强了胶体颗粒之间的静电排斥和空间位阻效应,从而稳定了颗粒并抑制无序运动(布朗运动)和过度聚集。
结果,形成了具有均匀孔分布的PbI2薄膜,为后续钙钛矿薄膜的生长提供了充分的通道和空间。在薄膜形成过程中,甲胺碘(FAI)和EDTA分子的置换减缓了结晶过程,最终形成了具有大晶粒和低缺陷密度的钙钛矿薄膜。
通过这种方法,基于FA0.97Cs0.03PbI3 的器件效率为24.05%、CsPbBr3的器件效率为11.08%以及FA0.945MA0.025Cs0.03Pb(I0.975Br0.025)3 PSC的效率为25.19%。此外,基于EDTA的FA0.97Cs0.03PbI3器件在最大功率点(MPP)下连续照射1000小时后,仍保留其初始PCE的90%以上。
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