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Published:2025
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谭理, 汤安民, 黎剑骑, et al. PEAI+MES协同钝化对宽带隙钙钛矿太阳电池的影响[J]. 2025, (11): 50-58.
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谭理, 汤安民, 黎剑骑, et al. PEAI+MES协同钝化对宽带隙钙钛矿太阳电池的影响[J]. 2025, (11): 50-58. DOI: 10.19911/j.1003-0417.tyn20250516.02.
钙钛矿薄膜表面缺陷是导致载流子发生非辐射复合及阻碍界面电荷传输的重要原因之一,PEAI+MES协同钝化策略可系统调控宽带隙钙钛矿薄膜的表面形貌,优化载流子传输路径,降低非辐射复合。针对苯乙基碘化铵(PEAI)与甲胺乙醇溶液(MES)的协同钝化策略对宽带隙钙钛矿太阳电池的影响进行了研究。通过实验,探究PEAI+MES协同钝化策略对钙钛矿薄膜的扫描电镜(SEM)图像和光学性能的影响,并分析了其对宽带隙钙钛矿太阳电池的电性能和稳定性的影响。研究结果表明:1)采用PEAI+MES协同钝化策略后,改变了钙钛矿结晶动力学,PbI
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消失,同时生成了2D钙钛矿相,显著降低了钙钛矿薄膜表面的缺陷态密度,提升了载流子迁移率。相较于未钝化的钙钛矿薄膜,采用该协同钝化策略后,钙钛矿薄膜晶粒尺寸的平均值显著增大至1110 nm,载流子寿命从115 ns延长至3607 ns;正扫方式下,钝化后制备的钙钛矿太阳电池的短路电流密度达22.55 mA/cm
,开路电压为1.19 V,光电转换效率达到21.62%。2)相较于未进行钙钛矿薄膜钝化的钙钛矿太阳电池,采用PEAI+MES协同钝化策略后,明显提高了宽带隙钙钛矿太阳电池在湿度环境中的稳定性。在空气环境(温度为25℃,相对湿度为10%~40%)与惰性氮气环境(温度为25℃)下,经过1000 h稳定性测试后,PEAI+MES15.0钝化的宽带隙钙钛矿太阳电池仍可分别保持其初始光电转换效率的82.6%与94.2%。PEAI+MES协同钝化对钙钛矿表面形貌重构与载流子动力学的协同调控机制,为高效、稳定的钙钛矿太阳电池设计提供了新思路。
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