KI界面改性实现钙钛矿太阳电池效率提升

蒋婷，张帆，王云帆，杨雅洁，赵德威,2，武莉莉,2，王文武,2，张静全,2，郝霞,2

(1.四川大学新能源与低碳技术研究院，材料科学与工程学院，四川成都，610065；2.后续能源材料与器件教育部工程中心，四川成都，610065)

随着煤炭、石油等化石能源的不断消耗[1]，日益加剧的能源危机迫使人们寻找新的可替代能源，其中太阳能被寄予厚望，并引起了人们的广泛兴趣。太阳能是地球上最充裕的可再生清洁能源，光伏发电被认为是一种安全、可靠、清洁、高效和可持续的能源供应方式[2]，其中，基于半导体光伏效应的光电转换是对太阳能最直接的利用形式。在过去几十年里，研究人员一直致力于寻找清洁、低成本、高效率的新型光伏材料。其中，钙钛矿材料不仅拥有原材料丰富、低成本、可低温制备等优点，还具有高达105cm−1[3]的吸收系数及长达100 nm的载流子扩散长度[4]，使得器件所需的钙钛矿功能层的厚度可以很小，即300 nm 左右的钙钛矿层就可以吸收并转化足够太阳光[5]，相较于传统的需要较大膜厚来保证吸光性能的光伏材料，更易于制备出柔性及半透明器件，因而在光伏器件研究领域受到广泛关注。

钙钛矿材料的结构通式为ABX3，其中A 代表有机阳离子(如CH3NH3

+，NH2-CH=NH2+)，B 代表金属阳离子(如Pb2+，Sn2+)，X代表卤素基团(如I−，Br−，Cl−)。带有Br−的钙钛矿太阳电池在弹力、强度等力学性能上优于带有I−的钙钛矿太阳电池[6]，且Br−的掺杂和替换不但可以提升电池的开路电压(Voc)，还可以提高ABX3钙钛矿材料对于湿度的敏感性，从而提高电池的稳定性[7−10]。……