卤素钙钛矿材料与器件的均一性

来源 :第八届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:YT479102771
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  钙钛矿太阳能电池近年来取得突破性进展,是重要的下一代光伏技术之一.其中,混合卤素钙钛矿是钙钛矿家族中最高效的光伏材料之一.然而,对不同位点的元素或离子进行替换掺杂,容易造成混合钙钛矿各组分之间的相分离和偏析,引起材料的不均一性和器件性能的宽分布.组分不均一会导致局部晶格失配,从而产生残余应变,因此应变是表征器件不均一性的有效手段.但对钙钛矿残余应变的性质及其对光伏器件性能的影响至今仍然缺乏深入认识.我们通过深度分辨的略入射X射线衍射技术(GIXRD)研究了杂化钙钛矿中残余应力的分布,发现垂直于基板的面内应变的梯度分布.梯度分布的应变进一步导致材料能带的弯曲,进而影响器件载流子动力学.通过调整薄膜制备,可以调控薄膜的应变状态(拉伸或者压缩)以及残余应力的梯度分布.通过优化,我们制备了效率达到23.4%的光伏器件(经过第三方认证).此外,我们发现应变对材料稳定性、电声耦合也有显著影响.应变工程能够调控卤素钙钛矿材料的物化性能和相关器件的光电学性能,为基于卤素钙钛矿的光电材料设计和器件制备提供了新的思路.
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