最新Science:氣相輔助沉積實現高效穩定的α相FAPbI3太陽能電池

nanoCJ 3年前 (2020-10-02) 6327瀏覽

【引言】

在鈣鈦礦太陽能電池中，陽離子/鹵化物與甲酰亞胺碘化鉛（FAPbI₃）的混合可以提高電池效率，但同時也會造成揮發性methylammonium（MA）的損失和相分離，從而導致材料吸收發生藍移和長期穩定性問題。為了解決這一問題，關鍵是要制備高純度α相FAPbI₃。然而，150°C以下的α相FAPbI₃非常容易轉變成黃色的δ相(一種六角形的非鈣鈦礦晶相)，嚴重限制了鈣鈦礦太陽能電池的性能。

【成果簡介】

針對這一問題，洛桑聯邦理工學院的Michael Gr?tzel、Anders Hagfeldt聯合復旦大學的Yiqiang Zhan、Lirong Zheng（共同通訊作者）等人報道了基于MA thiocyanate（MASCN）或者FASCN氣相處理的新型沉積策略，利用該策略可以將δ相FAPbI₃鈣鈦礦薄膜轉變成高純度的α相FAPbI₃。在該項工作中，研究人員利用NMR定量了材料框架中的MA吸收量，并利用分子動力學模擬揭示了硫氰酸根陰離子能夠在熱力學相轉變溫度以下提高α-FAPbI₃的形成和穩定性。檢測顯示，由這類低缺陷密度α-FAPbI₃薄膜制作而成的太陽能電池具有超過23%的能量轉換效率和長期的運行/熱穩定性。2020年10月02日，相關成果以題為“Vapor-assisted deposition of highly efficient, stable black-phase FAPbI₃perovskite solar cells”的文章在線發表在Science上。