【实验交流】BCP在钙钛矿制备中的使用参数

文摘   2025-01-07 22:31   浙江  
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      BCP 即 bathocuproine,中文名称为浴铜灵,其化学名称为 2,9-二甲基-4,7 - 二苯基-1,10-菲啰啉,是一种在钙钛矿领域应用广泛的有机小分子材料,在钙钛矿制备中BCP 的使用参数主要包括以下方面(欢迎留言/进群交流)

厚度

在反式结构钙钛矿太阳能电池中,BCP 薄膜厚度通常在 5nm 到 15nm 之间。当厚度约为 5nm-10nm 时,既能有效阻挡空穴,又不会因过厚而导致串联电阻大幅增加和诱导复合。但如果 BCP 薄膜过厚,如大于 15nm,会使串联电阻显著增大,导致电池的填充因子和短路电流密度下降,进而降低电池的光电转换效率。


浓度

在溶液旋涂法制备 BCP 薄膜时,溶液浓度一般在 1mg/mL 到 10mg/mL 之间。较低浓度的溶液,如 1mg/mL 左右,旋涂后可得到较薄且均匀性较好的薄膜,但可能需要多次旋涂才能达到所需的厚度和性能;而较高浓度的溶液,如 10mg/mL,一次旋涂就可能获得较厚的薄膜,但均匀性可能较差,且容易出现团聚现象,影响薄膜质量和电池性能。


沉积温度和速率

热蒸发法:蒸发温度通常在 150℃到 300℃之间,蒸发速率在 0.1 Å/s 到 1 Å/s 左右。温度过低或速率过慢,可能导致 BCP 薄膜的结晶度不够、附着力不强;而温度过高或速率过快,则可能使薄膜的粗糙度增加、均匀性变差,甚至会引起 BCP 的分解。

溶液旋涂法:旋涂后的退火温度一般在 50℃到 150℃之间,退火时间在 5min 到 30min 左右。适当的退火处理可以去除薄膜中的溶剂残留,提高薄膜的结晶度和致密性,从而改善其电学性能和稳定性。但退火温度过高或时间过长,可能会导致 BCP 与钙钛矿层之间的相互作用增强,产生不利影响。


与其他材料的比例

在钙钛矿太阳能电池中,当 BCP 与电子传输材料如 PCBM 等配合使用时,BCP 与 PCBM 的质量比通常在 1:5 到 1:10 左右。如果 BCP 的比例过高,可能会影响电子传输层的整体导电性和电荷传输效率;而比例过低,则可能无法充分发挥 BCP 的空穴阻挡和界面修饰作用。


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