效率超过11%的Sn基钙钛矿太阳能电池学术资讯

来源：X一MOL资讯

注：文末有研究团队简介及本文科研思路分析
有机-无机杂化钙钛矿材料由于其优异的光电性能引起了科研工作者广泛的关注，但传统钙钛矿中Pb的毒性限制了其商业化进程，用环境友好的Sn元素替代Pb能够有效地解决这一问题。然而，Sn基钙钛矿太阳能电池目前存在效率低、稳定性差等问题。近日，北京大学化学与分子工程学院黄春辉课题组在制备Sn基钙钛矿太阳能电池研究中取得了新的进展，通过引入具有还原性作用的盐酸苯肼（PHCl）作为添加剂，成功制备了光电转化效率达11.4%且具有自修复功能的Sn基钙钛矿太阳能电池。
在这项工作中，作者发现在FASnI3前驱液中加入PHCl后，薄膜的晶粒变得大且光滑，但是过量引入PHCl会有孔洞产生。通过瞬态光谱测试，发现PHCl引入后可以将载流子寿命从7.6 ns提升至25.6 ns，说明PHCl的引入能有效地抑制了载流子的复合。通过采用氧化铟锡（ITO）/聚(3,4-乙撑二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）/FASnI3/C60/2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉（BCP）/银（Ag）的反向器件结构制备相应的太阳能电池，最佳器件的光电转化效率可达11.4%，且未封装的器件在手套箱中保存110天后效率几乎无衰减。此外，当器件短时间暴露含氧环境后，还可以表现出效率恢复特性。

为了进一步探究器件的高效率、高稳定性和自修复性能的根源，作者结合稳态发射光谱、X射线光电子能谱以及前驱液原位反应等测试，发现PHCl能够还原前驱液中的Sn4+。这一结果表明，PHCl的引入能够降低前驱液和钙钛矿薄膜中Sn4+的含量，即使器件中部分Sn2+被氧化了，薄膜中的PHCl也能将其还原。此外，PHCl的苯基对水和氧具有阻滞作用，也在一定程度上抑制了Sn2+的氧化。这些综合性因素使得器件同时具备了优异的光电转化效率、高稳定性和自修复性能，为Sn基钙钛矿的发展提出了一个新的研究思路。

来源：X-molNews X一MOL资讯

原文链接：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAwOTExNzg4Nw==&mid=2657645687&idx=5&sn=1a08e21fd0deef677c709f682271c401&chksm=80f85da7b78fd4b1be400c8f3ac4c331ee25a4001a84994f2d28ce17373501ad8cd661b9f0dc&scene=27#wechat_redirect

电话：（010）86409582

邮箱：kejie@scimall.org.cn