Phenylethylamin-Passivierung der vergrabenen Perowskit-Grenzfläche zur Verbesserung der Solarzellenleistung

ZHANG Kangjie ,  

YAN Weibo ,  

XIN Hao ,  

摘要

Die Verwendung organischer Kleinmoleküle zur Passivierung der unteren Perowskit-Oberfläche (vergrabene Grenzfläche) kann die Bildung von Defekten an der vergrabenen Grenzfläche effektiv hemmen und die Wahrscheinlichkeit der Ladungsträgerrekombination verringern. In dieser Arbeit wurde die vergrabene Grenzfläche des Perowskits durch vorherige Abscheidung des Passivierungsmoleküls Phenylethylamin (PEA) passiviert. Die Korngröße und die Oberflächenmorphologie des Perowskits zeigen nach der Passivierung keine signifikanten Veränderungen, die Absorptionskante und die Emissionswellenlänge verschieben sich leicht zum Roten, und das höchste besetzte Molekülorbitalniveau erhöht sich leicht. Die Bindungsenergie des Elements "Pb" verschob sich zu höheren Energieniveaus, während die Bindungsenergie des Elements "N" sich zu niedrigeren Energieniveaus verschob, und die Restmenge an PbI2 im Perowskit nahm deutlich ab, was darauf hinweist, dass das Passivierungsmolekül PEA über das "N"-Atom mit dem an der unteren Oberfläche hängenden "Pb" sowie mit dem verbleibenden PbI2 interagiert. Die Leerlaufspannung, Kurzschlussstromdichte, Füllfaktor und Umwandlungseffizienz von PEA-passivierten Perowskitzellen stiegen von 1,041 V, 21,29 mA/cm2, 74,09 % und 16,41 % auf 1,102 V, 22,44 mA/cm2, 79,28 % und 19,6 % bzw. an. Die signifikante Verbesserung der Geräteleistung ist hauptsächlich auf die Verringerung der Ladungsträgerrekombination zurückzuführen, die auf Folgendes zurückzuführen ist: (1) PEA-Passivierung von Defekten aufgrund ungesättigter Koordination von "Pb"; (2) PEA-Passivierung von Defekten, die durch komplexe Phasen von Halbleiter-Lead-Mikrokristallen verursacht werden; (3) erhöhte Ladungstransferrate zwischen Perowskit und Lochtransportschicht. Die Stabilität der passivierten Perowskit-Solarzellen ist deutlich verbessert. Diese einfache und effektive Strategie zur Passivierung der vergrabenen Grenzfläche kann in der zukünftigen Herstellung von großflächigen Perowskit-Solarzellen angewendet werden.

关键词

Energieübertragung Perowskit; vergrabene Grenzfläche; Phenylethylamin; Passivierung; Solarzellen

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