重庆大学AFM:高效太阳能电池中连续湿冷却和钝化钙钛矿膜的表面工程

文摘   2025-01-18 07:55   福建  

钙钛矿薄膜表面缺陷密度显著高于其体内缺陷,主要由于悬挂键和过度应变的存在。本文重庆大学姜庭明和孙宽等人报告了一种协同表面工程方法,旨在减少钙钛矿薄膜的表面缺陷。

该方法包括将热退火处理过的钙钛矿薄膜暴露于受控的冷却条件下,该冷却过程涉及在调节湿度的常规环境中进行,而非在氮气环境中进行,随后进行苯乙基铵碘化物(PEAI)钝化处理。经过湿度冷却(MC)处理的钙钛矿薄膜表现出增强的辐射复合、延长的载流子寿命以及在与空穴传输层(HTL)接触时改善的空穴传输和提取,同时应变显著减小。值得注意的是,与氮气冷却(NC)处理的薄膜相比,PEAI在MC处理的钙钛矿薄膜上的钝化效果显著增强,这一点通过更均匀的表面电势分布图和显著延长的载流子寿命得到了验证。

这一增强的钝化效应可能源于MC处理薄膜中新形成的2D钙钛矿相PEA2FAPb2I7与PEA2PbI4的比例较高。因此,基于MC的钙钛矿太阳能电池(PSC)实现了25.28%的最佳光电转换效率(PCE),超过了NC处理器件的24.01% PCE。

C. Wang, Z. Ou, Y. Pan, N. A. N. Ouedraogo, P. Chen, Q. Gao, K. Yang, H. Lei, Y. Ouyang, W. Wan, M. Gao, Z. Wu, D. Peng, T. Jiang, K. Sun, Surface Engineering of Perovskite Films via Sequential Moisture Cooling and Passivation for Efficient Solar Cells. Adv. Funct. Mater. 2025, 2420084.
https://doi.org/10.1002/adfm.202420084


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