太阳能电池技术的最新进展使用多晶钙钛矿薄膜作为活性层

2019-10-10 10:18:17

太阳能电池技术的最新进展使用多晶钙钛矿薄膜作为活性层,效率提高了24.2%。混合的有机-无机钙钛矿非常成功,已被用于包括太阳能电池,光电探测器,发光二极管和激光器在内的光电设备中。

但是杂化钙钛矿的表面容易出现表面缺陷或表面陷阱,其中电荷载流子被困在半导体材料中。为了解决这个问题并减少陷阱数量,必须对晶体表面进行钝化处理。

在使用前,可以用化学溶液,蒸气和大气气体处理钙钛矿,以去除使材料效力降低的缺陷。苄胺是为此目的特别成功的一种分子。对这些处理工作的物理和化学机制的详细了解是增加太阳能电池中电荷载流子收集的关键。

在AIP Publishing 于本周的Applied Physics Reviews中发表的文章中,作者描述了他们的工作测试,即用苄胺处理过的有机-无机钙钛矿杂化晶体,以研究晶体表面被钝化并减少陷阱态的机理。

玛丽亚·A·洛伊(Maria A. Loi)说:“该分子已用于太阳能电池的多晶领域,人们证明了太阳能电池得到了改进。” “我们想在一个清洁的系统中研究为什么太阳能电池得到了改善,并理解了为什么添加这种分子会使设备变得更好。”

实验表明苄胺进入晶体表面,从而在三维晶体表面上产生一种新的二维材料-2D钙钛矿。在形成2D版本并随后从表面脱离的地方,会出现梯形蚀刻图案。

Loi说:“主要目的是钝化表面以减少缺陷状态。” “令我们惊讶的是,我们发现表面已被修饰,这不是预期的机制。人们报告说,这种分子可以改善设备的质量,但是没有人报告说,实际上,它在创建二维层,并且也可以重组材料。”

作者还发现,苄胺和大气气体的组合对于钝化最有效。Loi说,这可能意味着存在不止一种陷阱状态。对多种类型的陷阱态的进一步研究可以使精确制备用于有效光电器件的晶体所涉及的机制成为可能。

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