引言

有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦太陽能電池一直是能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。在眾多的研究對象中，甲酰亞胺碘化鉛(FAPbI3)被認(rèn)為是能夠創(chuàng)造高效太陽能電池的最佳材料之一。然而，這種材料非常容易進(jìn)行相變。如當(dāng)環(huán)境潮濕時(shí)，黑色的α相(感光相)很容易轉(zhuǎn)化為黃色的δ相(一種六角形的非鈣鈦礦晶相)。為了穩(wěn)定材料，通常的研究會將甲胺、銫等混合離子添加到材料當(dāng)中。然而，這些添加劑不僅會增大FAPbI3的帶隙，還會大大降低材料的熱穩(wěn)定性能。

成果簡介

韓國國立蔚山科學(xué)技術(shù)院的Sang Il Seok（通訊作者）團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，通過改進(jìn)添加方法可以有效優(yōu)化FAPbI3的性能。研究人員通過將二氯亞甲基聯(lián)胺（MDACl2）作為添加劑對FAPbI3的α相進(jìn)行摻雜，可以使得太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到23.7%，并且在600小時(shí)的全太陽光輻照操作后，能量轉(zhuǎn)換效率依然可以維持在這一水平。將未進(jìn)行包覆化的器件在150℃空氣中進(jìn)行退火處理20個(gè)小時(shí)以后，其能量轉(zhuǎn)換效率有所降低，但依然能夠達(dá)到初始效率的90%左右的水平。這些數(shù)據(jù)和現(xiàn)象表明，通過新型摻雜的FAPbI3太陽能電池具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和濕度穩(wěn)定性，為制備高效穩(wěn)定的太陽能器件提供了新的思路。2019年11月08日，相關(guān)成果以題為“Efficient, stable solar cells by using inherent bandgap of α-phase formamidinium lead iodide”的文章在線發(fā)表在Science上。

圖文導(dǎo)讀

圖1 FAPbI3:xMDACl2的制備

圖2 器件性能

圖3 MDACl2摻雜導(dǎo)致缺陷和氯離子變化

圖4 長期穩(wěn)定性測試

文獻(xiàn)鏈接：Efficient, stable solar cells by using inherent bandgap of α-phase formamidinium lead iodide（Science, 2019, DOI: 10.1126/science.aay7044）

本文由NanoCJ供稿。