文献类型：期刊文章

作　　者：代晓栋[1,2] 张露伟[2] 钱奕成[2] 任智鑫[2] 曹焕奇[2] 印寿根[2]

DAI Xiaodong;ZHANG Luwei;QIAN Yicheng;REN Zhixin;CAO Huanqi;YIN Shougen(School of Science,Tianjin University of Technology,Tianjin 300384,China;Key Laboratory of Display Materials and Photoelectric Devices(Ministry of Education),Tianjin Key Laboratory for Photoelectric Materials and Devices,National Demonstration Center for Experimental Function Materials Education,School of Materials Science and Engineering,Tianjin University of Technology,Tianjin 300384,China)

机构地区：[1]天津理工大学理学院,天津300384 [2]天津理工大学材料科学与工程学院显示材料与光电器件教育部重点实验室,天津市光电显示材料与器件重点实验室,功能材料国家级实验教学示范中心,天津300384

出　　处：《无机材料学报》

基　　金：国家重点研发计划(2022YFB4200701);国家自然科学基金(61974103);天津市教委基金(2018ZD09)。

年　　份：2023

卷　　号：38

期　　号：9

起止页码：1089-1096

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2020、CAS、CSCD、CSCD2023_2024、EI、IC、JST、RCCSE、SCIE、SCOPUS、WOS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：带隙1.1~1.4 eV的锡铅混合卤化物钙钛矿是单结太阳能电池光电转换效率(PCE)接近Shockley-Queisser(S-Q)理论效率极限值的理想材料。钙钛矿薄膜垂直方向上的化学组分梯度会通过影响能带结构影响载流子的传输和分离,因此对锡铅混合钙钛矿薄膜的结晶过程进行控制十分重要。本研究发现使用不同剂量的反溶剂制备锡铅混合钙钛矿会形成不同的垂直组分梯度,并且随反溶剂用量增大薄膜表面铅含量增加。调整溶剂组分可以控制锡铅混合钙钛矿的垂直组分梯度,增大溶剂中V(DMSO):V(DMF)可以形成底部富铅而表面富锡的垂直组分梯度。当铅基前驱液溶剂中V(DMSO):V(DMF)最优化为1:2时,相比于1:4的对照组,器件在标准光照条件下的开路电压从0.725 V提高到0.769 V,短路电流密度从30.95 mA·cm^(-2)提高到31.65 mA·cm^(-2),PCE从16.22%提升到接近18%。利用SCAPS软件数值模拟进一步证明了垂直组分梯度的必要性,当钙钛矿薄膜底部富铅、顶部富锡时,载流子在空穴传输层界面区域的复合有所减少,因而电池性能得到提升。

关 键 词：锡铅混合钙钛矿  太阳能电池 垂直组分梯度  溶剂工程  

分 类 号：TQ174]