AFM:纳米空间限制晶体生长提升碳基CsPbI3钙钛矿太阳能电池中的孔提取性能

文摘   2024-12-17 07:59   福建  
碳基CsPbI3钙钛矿太阳能电池(C-PSCs)因其优异的化学稳定性而展现出巨大的潜力。然而,钙钛矿/碳界面的低空穴选择性和低效的电荷分离抑制了其光伏性能。引入低维(LD)钙钛矿结构被认为可以解决这一问题,但随机生长的LD钙钛矿晶体会显著增加表面粗糙度,这不仅削弱了界面接触,抑制了空穴提取,还增加了LD钙钛矿中的电荷传输路径。
为此,本文宁夏大学张啟先、北京航空航天大学刘会聪和陈海宁等人首次利用COMSOL Multiphysics模拟探索了LD钙钛矿结构与器件性能之间的关系,结果表明,具有高覆盖率的p型薄LD钙钛矿封层有利于器件性能。为验证模拟结果,提出了一种纳米空间限制(NSC)策略,以抑制2D Cs2PbI2Cl2钙钛矿片的垂直生长,促进其平面生长,在此过程中,首先在Cs2PbI2Cl2核上预覆盖聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)层。
最终,成功在n型CsPbI3钙钛矿层上沉积了一层覆盖良好的p型Cs2PbI2Cl2封层,这显著提高了空穴选择性并增强了电荷分离,从而促进了C-PSCs的效率提升至18.23%,且具有超高的开路电压(VOC)为1.161 V。

Q. Zhang, Y. Wu, X. Wei, G. Li, C. Lv, M. Gao, W. Li, L. Zhu, Y. Lan, K. Wang, P. Yin, Y. Bai, C. Zhu, Q. Chen, H. Liu, H. Chen, Nano-Space Confinement Crystal Growth Boosted Hole Extraction in Carbon-Based CsPbI3 Perovskite Solar Cells. Adv. Funct. Mater. 2024, 2419709.

https://doi.org/10.1002/adfm.202419709



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