利用混合溶剂实现钙钛矿材料微观结构和光电性能优化
本文关键词:利用混合溶剂实现钙钛矿材料微观结构和光电性能优化 出处:《无机材料学报》2017年08期 论文类型:期刊论文
【摘要】:采用纯N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂、纯二甲基亚砜(DMSO)溶剂以及DMSO/DMF不同体积比例混合溶剂制备钙钛矿(CH_3NH_3PbI_3)薄膜,并系统研究了不同溶剂对钙钛矿薄膜微结构及光电特性的影响。结果表明,随着DMSO在混合溶剂中比例增加,钙钛矿薄膜平均晶粒尺寸增大,碘化铅(PbI_2)残留量降低,同时薄膜中有序的钙钛矿晶体所占比例呈现先增大后减小的趋势,并且当DMSO占混合溶剂体积比为60%时达到最大。薄膜Urbach能,载流子寿命以及PbI_2含量之间的关系表明,微量的PbI_2可有效钝化钙钛矿薄膜的缺陷。经过优化后(DMSO占混合溶剂体积比为30%),钙钛矿太阳电池的光电转换效率达到15.1%(VOC=0.99 V;JSC=20.9 m A/cm~2;FF=0.73)。
[Abstract]:A pure N-dimethylformamide (DMF) solvent was used. The perovskite Ch _ 3NH _ 3NH _ 3PbI _ 3) thin films were prepared by using pure dimethyl sulfoxide (DMSO) solvent and DMSO/DMF mixed solvent with different volume ratios. The effects of different solvents on the microstructure and optoelectronic properties of perovskite thin films were systematically studied. The results showed that the average grain size of perovskite films increased with the increase of DMSO ratio in mixed solvents. The residual amount of PbI2) decreased, and the proportion of ordered perovskite crystals in the films increased first and then decreased. When the volume ratio of DMSO to the mixed solvent is 60, the relationship among the Urbach energy, carrier lifetime and PbI_2 content of the film shows. The defects of perovskite films can be effectively passivated by a small amount of PbI_2. After optimization, the volume ratio of PbI_2 to the mixed solvent is 30%. The photovoltaic conversion efficiency of perovskite solar cell is 15.1V / v; JSC=20.9 MA / cm ~ (2); FF0. 73.
【作者单位】: 河北大学物理科学与技术学院河北省光电信息材料重点实验室;北京航空航天大学物理科学与核能工程学院;
【基金】:国家自然科学基金(51572008)~~
【分类号】:TM914.4
【正文快照】: 近年来,有机无机杂化钙钛矿太阳电池受到广泛关注[1-4],其中,有机金属卤化物CH3NH3Pb X3(X=I、Cl、Br)是最常用的电池吸收层材料[5-6],其合成方法和表面形貌的优化对器件性能的提升尤为重要。CH3NH3Pb X3可以由Pb X2和CH3NH3X前驱体通过多种制备方法合成,例如:热蒸发法、溶液
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,本文编号:1425718
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