在α-FAPbI₃中进行核化调节和中镜介电选

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 可再生能源可再生能源是可再生能源.
• 固态化学 固态化学

背景情况:

• 矿太阳能电池 (PSC) 显示出高功率转换效率 (PCE) 的承诺.
• 控制所需的黑色α-FAPbI₃相对 δ-FAPbI₃相的结晶仍然是一个重大挑战.
• 阶段杂质和缺陷是由薄膜沉积过程中不受控制的核形成引起的.

研究的目的:

• 调查极性工程与分子添加剂的使用,特别是 (甲基-硫) ) 乙胺 (MSPEs),以控制α-FAPbI结晶.
• 为了提高α-FAPbI₃的核和膜质量,以提高矿太阳能电池的性能.
• 减少PSC中的非辐射重组损失.

主要方法:

• 在矿薄膜沉积过程中引入具有不同极性的 (甲基-硫) 乙烯胺 (MSPEs).
• 对PbI₂-MSPEs-FAI中间体之间的相互作用进行分析.
• 矿膜质量的表征,包括晶体方向和残余应力.
• 评估电荷载体动力学和重组机制.

主要成果:

• 增加MSPE极性增强了PbI₂-MSPEs-FAI中间相互作用,加速了α-FAPbI₃核化.
• 开发了高质量的α-FAPbI₃膜,具有垂直晶体方向和减少残余应力.
• 微小企业通过减弱库伦吸引力和在谷物边界选载体捕获来减少非辐射重组.
• 经过2~4-MSPE处理的矿太阳能电池 (PSC) 的PCE达到25.2% (小面积) 和20.5% (大面积模块,70厘米).

结论:

• 使用中小企业的极性工程是实现可控α-FAPbI结晶的有效策略.
• 这种方法导致高质量的矿膜和显著提高设备性能.
• 这些发现为可扩展生产高效矿太阳能模块 (PSM) 铺平了道路.