氯仿(Cl2-CF)光解生成氯气诱导钙钛矿晶体重构：华侨大学魏展画、谢立强等人完结高效钙钛矿太阳能、
-CF)光解生成氯气诱导钙钛矿晶体重构:华侨大学魏展画、谢立强等人完结高效、高安稳性的钙钛矿太阳能电池
构建二维/三维鈣钛矿异质结是鈣钛矿太阳能电池外表钝化的有用办法。但是,曩昔的研讨显现,仅经过堆积二维鈣钛矿物理地掩盖在三维鈣钛矿外表,体部三维鈣钛矿仍存在缺点。近来,
2-CF)作为多功能溶剂,一起构建二维/三维鈣钛矿异质结以及诱导体部晶粒二次成长和缺点钝化。这项研讨为完结高效、高安稳性的鈣钛矿太阳能电池供给了新思路。
-CF的组成。详细而言,他们运用硫酸钡、硝酸银试剂检测承认Cl2-CF中存在CO2和Cl- ;运用碘化鈣试纸检测承认存在Cl2。UV-vis吸收光谱成果为,Cl2-CF具有氯气特征吸收峰,证明了氯仿在光照湿气条件下产生光解生成Cl2。为提醒Cl2-CF的反响活性,团队经过UV-vis光谱调查了不同鈣钛矿前驱体溶解在Cl2-CF中的吸收峰改变,证明Cl2-CF具有强氧化性,能够使碘离子氧化生成碘分子。
-CF对鈣钛矿晶体结构的影响。成果显现,Cl2-CF处理鈣钛矿薄膜后,衍射峰强度进步、方位产生移位,证明处理进程中产生了Cl掺杂和鈣钛矿晶粒二次成长。经过XPS和EDS表征,团队进一步证明Cl2-CF处理能够将Cl-阴离子引进鈣钛矿体部并分散到薄膜底侧,完结了鈣钛矿的Cl掺杂。
-CF溶剂既可诱导鈣钛矿晶粒二次成长,又可作为溶解大体积阳离子的后处理溶剂构建二维/三维异质结。为验证此想象,团队运用六氢溴化铵钝化鈣钛矿薄膜。依据成果得出,Cl2-CF溶解的六氢溴化铵能够与缺点外表反响生成二维钝化层,与此一起Cl2诱导鈣钛矿晶粒二次成长,完结了外表钝化和体部结晶再成长的两层效应。SEM、AFM成果为,二次成长后的鈣钛矿薄膜外表愈加滑润。XRD和GIWAXS证明了二维鈣钛矿的构成。
与鈣钛矿中碘离子的反响是完结上述作用的要害。反响生成的Cl-分散进入鈣钛矿体部和界面区域,降低了缺点密度并按捺了非辐射复合。依托这一多功能溶剂系统,研讨团队运用光焱科技Enlitech的太阳光模仿器SS-X系列以及量子功率检测仪QE-R检测试验成果,终究制备出功率高达24.21%的鈣钛矿太阳能电池,并得到十分显着进步的作业安稳性,在上限功率点继续一太阳光照条件下坚持80%的初功率达905小时。
该研讨成果为完结高效、高安稳的鈣钛矿太阳能电池供给了簇新的思路。归纳运用氯气溶解氯仿溶剂的氧化性质诱导鈣钛矿晶体缺点钝化与二次成长,以及溶解大体积阳离子构建异质结的战略,或将为鈣钛矿太阳能电池的构装工艺供给新的创意。当然,要完结商业化使用,还有待于逐渐优化工艺以削减相关本钱和进步重复性。
a PVSK、PVSK-CF 和 PVSK-Cl2-CF 的 Cl 2p XPS 谱。 b 钙钛矿薄膜底面的Cl含量。 c PVSK、PVSK-HABr/CF 和 PVSK-HABr/Cl
-CF 的晶粒尺度散布。 d-f 掠入射广角 X 射线散射 (GIWAXS) 表征，掠射角为 0.5°。 g 纯电子器件的空间电荷限流（SCLC）丈量。 h 钙钛矿薄膜的时刻分辩光致发光（TRPL）和 i 稳态光致发光（PL）光谱。
a 圈套态密度 (tDOS)。 b 漆黑条件下偏压 0.9 V 的电化学阻抗谱 (EIS)。 c 开路瞬态光电压丈量 (TPV)。 d 莫特-肖特基剖析。 e 短路时的瞬态光电流 (TPC)。 f J-V 曲线在漆黑条件下丈量。
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