无反应的PbI2作为提高矿太阳能电池性能的双刃剑
T Jesper Jacobsson1,2, Juan-Pablo Correa-Baena2, Elham Halvani Anaraki2,3
1University of Cambridge , Department of Chemistry, Lensfield Road, Cambridge CB2 1EW, U.K.
Journal of the American Chemical Society
|July 21, 2016
概括
在矿太阳能电池中优化化 (PbI2) 测量对于性能至关重要. 虽然过多的PbI2增强了光电流,但缺乏PbI2的薄膜提供了更高的开放电路电压和稳定性,这表明了高效设备的可调合成方法.
科学领域:
- 材料科学
- 可再生能源
- 固态物理
背景情况:
- 化是光伏应用的有前途的光吸收剂,效率达到22%.
- 精确的立体测量,特别是酸 (PbI2) 的作用,对设备的性能产生重大影响.
- 之前的研究表明,少量PbI2对矿太阳能电池有好处.
研究的目的:
- 通过各种表征技术,全面调查残留PbI2对矿太阳能电池性能的影响.
- 了解PbI2含量,材料特性和设备指标 (如效率,开放电路电压 (Voc) 和稳定性) 之间的相关性.
- 探索基于PbI2固体测量的矿太阳能电池优化的合成策略.
主要方法:
- 射线衍射 (XRD)
- 扫描电子显微镜 (SEM)
- 传输电子显微镜 (TEM)
- 光电子光谱 (PES)
- 暂时吸收光谱 (TAS)
- 紫外线光谱
- 电子发光 (EL)
- 光发光 (PL) 和对焦PL映射
主要成果:
- 产品中的PbI2含量略高,可达到18%以上的效率.
- 缺少PbI2的样本由于有机物种在粒边界和较低的电荷载体流动性而呈现出减少的光电流.
- 缺乏PbI2的薄膜具有优势,包括1.20V的记录Voc,高晶体质量,更长的载体寿命,以及降低JV歇斯底里的光稳定性.
结论:
- PbI2静电测量极大地影响矿太阳能电池的性能,影响光电流,Voc,稳定性和歇斯底里.
- 缺乏PbI2的条件会产生高晶体质量和稳定性,但可能导致在粒边界的电荷传输障碍.
- 优化合成以结合富含PbI2和缺乏PbI2条件的好处是开发高效矿太阳能电池的有希望的策略.


