最新Science:气相辅助沉积实现高效稳定的α相FAPbI3太阳能电池

nanoCJ 3年前 (2020-10-02) 6708浏览

【引言】

在钙钛矿太阳能电池中，阳离子/卤化物与甲酰亚胺碘化铅（FAPbI₃）的混合可以提高电池效率，但同时也会造成挥发性methylammonium（MA）的损失和相分离，从而导致材料吸收发生蓝移和长期稳定性问题。为了解决这一问题，关键是要制备高纯度α相FAPbI₃。然而，150°C以下的α相FAPbI₃非常容易转变成黄色的δ相(一种六角形的非钙钛矿晶相)，严重限制了钙钛矿太阳能电池的性能。

【成果简介】

针对这一问题，洛桑联邦理工学院的Michael Grätzel、Anders Hagfeldt联合复旦大学的Yiqiang Zhan、Lirong Zheng（共同通讯作者）等人报道了基于MA thiocyanate（MASCN）或者FASCN气相处理的新型沉积策略，利用该策略可以将δ相FAPbI₃钙钛矿薄膜转变成高纯度的α相FAPbI₃。在该项工作中，研究人员利用NMR定量了材料框架中的MA吸收量，并利用分子动力学模拟揭示了硫氰酸根阴离子能够在热力学相转变温度以下提高α-FAPbI₃的形成和稳定性。检测显示，由这类低缺陷密度α-FAPbI₃薄膜制作而成的太阳能电池具有超过23%的能量转换效率和长期的运行/热稳定性。2020年10月02日，相关成果以题为“Vapor-assisted deposition of highly efficient, stable black-phase FAPbI₃perovskite solar cells”的文章在线发表在Science上。