ACS AMI | 碱金属离子调控碳基非铅双钙钛矿太阳能电池

来源：ACS美国化学会

英文原题：Alkali Metal Ion-Regulated Lead-free, All-Inorganic Double Perovskites for HTM-free, Carbon-Based Solar Cells

通讯作者：唐群委、段加龙，暨南大学；杨培志，云南师范大学

作者：Jiabao Li, Jialong Duan, Jian Du, Xiya Yang, Yudi Wang, Peizhi Yang, Yanyan Duan, and Qunwei Tang

四元Cs2AgBiBr6双钙钛矿具有无毒、化学稳定性好等优点，是铅基杂化钙钛矿的潜在候选材料之一。然而，目前报道的Cs2AgBiBr6双钙钛矿太阳电池(PSC)的效率仍然不够理想，一个主要的原因是Cs2AgBiBr6薄膜质量比较差。因此，如何改善Cs2AgBiBr6双钙钛矿薄膜的质量，降低缺陷态密度，成为目前研究双钙钛矿太阳电池的难点之一。

近期，暨南大学唐群委、段加龙等人联合云南师范大学杨培志课题组针对Cs2AgBiBr6薄膜质量差的问题，以碱金属离子(Li+，Na+，K+，Rb+)作为介质来调节Cs2AgBiBr6钙钛矿晶格和薄膜质量。通过精确的调控元素的掺杂量和种类，明显降低了缺陷，获得了高质量的Cs2AgBiBr6钙钛矿薄膜。组装成无空穴传输材料(HTM)碳基PSC后，能够明显降低器件的电流损失，将器件的效率从1.77%提升到2.57%。此外，薄膜质量的提升也明显增强了器件的环境稳定性，未封装的器件在温度25 ℃、相对湿度5%的空气条件下保存90天，以及在温度85 ℃、相对湿度0%的条件下保存60天，都能保持80%以上的器件效率，展现出优异的长期稳定性。

图1. Cs2AgBiBr6薄膜的结构和形貌表征。

图2. 器件的结构与光伏性能表征。

图3. 碱金属离子掺杂后电池的电荷传输以及载流子复合过程的相关表征。

图4. 器件的稳定性测试。

研究成果发表于近期的ACS Applied Materials & Interfaces 期刊上。该研究得到国家自然科学基金、云南省自然科学基金、广东省自然科学基金、国家博士后科研基金、中央高校基础研究经费的资助。

Alkali Metal Ion-Regulated Lead-free, All-Inorganic Double Perovskites for HTM-free, Carbon-Based Solar Cells

Jiabao Li, Jialong Duan, Jian Du, Xiya Yang, Yudi Wang, Peizhi Yang*, Yanyan Duan, Qunwei Tang

ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020, 12, 47408–47415, DOI: 10.1021/acsami.0c11770

Publication Date: September 28, 2020

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