Ảnh hưởng của thời gian lão hóa dung dịch tiền chất đến độ tinh thể và hiệu suất quang điện của tế bào mặt trời perovskite

Advanced Energy Materials - Tập 7 Số 11 - 2017
Hsinhan Tsai1,2, Wanyi Nie1, Yen‐Hao Lin3, Jean‐Christophe Blancon4, Sergei Tretiak5, Jacky Even6, Gautam Gupta1, Pulickel M. Ajayan2, Aditya D. Mohite1
1Materials Physics and Application, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, 87545 USA
2Materials Science and Nanoengineering, Rice University, Houston, TX 77005, USA.
3Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Rice University, Houston, TX 77005, USA
4Physical Chemistry and Applied Spectroscopy, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, 87545 USA
5Theoretical Chemistry and Molecular Physics, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, 87545 USA
6Fonctions Optiques pour les Technologies de l'Information, FOTON UMR 6082, CNRS, INSA de Rennes, 35708 Rennes, France

Tóm tắt

Vật liệu perovskite với các đặc tính quang lý đặc biệt đang bắt đầu thống trị lĩnh vực thiết bị quang điện mỏng. Tuy nhiên, một trong những thách thức chính là độ biến đổi của các thuộc tính phụ thuộc vào quy trình xử lý, do đó việc hiểu nguồn gốc của những biến đổi này là điều cần thiết. Tại đây, nghiên cứu đã phát hiện ra rằng thời gian lão hóa dung dịch tiền chất trước khi được đổ thành màng mỏng là một yếu tố tinh tế nhưng rất quan trọng có tác động đáng kể đến sự hình thành màng mỏng tổng thể và độ tinh thể, từ đó ảnh hưởng đến các yếu tố như sự phát triển hạt, độ tinh khiết pha, đồng nhất bề mặt, mật độ trạng thái bẫy và hiệu suất tổng thể của tế bào mặt trời. Nghiên cứu cho thấy việc lão hóa tiến bộ của dung dịch tiền chất thúc đẩy việc hình thành hiệu quả các hạt giống lớn hơn sau sự kết tinh nhanh của một mật độ lớn các hạt giống nhỏ. Phương pháp đổ nóng sau đó dẫn đến sự phát triển của các hạt lớn trong các màng mỏng đồng nhất với độ tinh thể tuyệt vời được xác nhận bằng hình ảnh kính hiển vi quét và các mẫu nhiễu xạ tia X. Các phim chất lượng cao được đổ từ dung dịch đã lão hóa là lý tưởng cho việc chế tạo thiết bị quang điện màng mỏng với dòng điện rò rỉ giảm và khả năng vận chuyển điện tốt. Quan sát này là một bước quan trọng hướng tới việc đạt được các màng mỏng có độ tinh thể cao với độ tin cậy trong hiệu suất thiết bị và thiết lập ảnh hưởng tinh tế nhưng mạnh mẽ của việc lão hóa dung dịch trước khi chế tạo các màng mỏng perovskite.

Từ khóa

#perovskite; dung dịch tiền chất; độ tinh thể; hiệu suất quang điện; tế bào mặt trời

Tài liệu tham khảo

NRELhttp://www.nrel.gov/ncpv/images/efficiency_chart.jpg accessed: September 2016.

10.1002/pip.2788

10.1126/science.aaa0472

10.1038/nature18306

Li X., 2016, Science

10.1038/nenergy.2015.17

10.1126/science.aad5845

10.1126/science.aaa2725

10.1038/nchem.2324

10.1126/science.aaa5333

10.1038/nmat4014

10.1038/nnano.2014.181

10.1126/science.1228604

10.1126/science.aac7660

10.1038/nnano.2015.230

10.1126/science.aaa9272

10.1038/nphoton.2014.134

10.1021/jz500279b

10.1002/adma.201305172

10.1021/ja506936f

10.1126/science.1243167

10.1126/science.1243982

10.1039/C5CC09762B

10.1021/acs.chemmater.6b00711

10.1021/acsnano.6b03496

10.1021/acs.chemmater.6b00847

10.1021/jacs.5b11740

10.1021/acs.chemmater.6b00809

10.1021/jacs.5b03796

10.1039/C0JM02121K

10.1021/acs.chemmater.6b03054

10.1021/acsnano.6b05944

10.1021/acs.jpclett.6b00248

10.1021/acs.chemmater.6b01147

10.1021/acs.chemrev.5b00715

10.1039/C4SC02211D

10.1021/acsnano.6b01535

10.1002/anie.201406466

Slavney A. H., 2016, Inorg. Chem.

10.1038/ncomms11574

10.1021/nn506864k

10.1039/C4SC03141E

10.1021/jp500449z

10.1021/nl400349b

10.1038/ncomms3885

10.1002/adfm.201505324

10.1038/nature12509

10.1002/cssc.201600879

10.1021/acs.chemmater.5b02378

10.1021/nn5041922

10.1021/jp500717w

10.1021/jz500370k

10.1021/cm402919x

10.1038/ncomms7142

10.1002/adfm.201302090

10.1002/adfm.201304022

10.1039/C5EE01265A

10.1063/1.4864778

10.1021/acs.chemmater.5b04019

10.1038/ncomms10334

10.1038/ncomms8497

10.1021/nn5036476

10.1002/adfm.201504997

10.1021/acs.jpcc.5b10994

10.1039/C4TA05384B

10.1039/C5TA00658A

10.1002/adma.201401685

10.1021/acsami.5b06780

10.1021/acs.jpcc.5b01667

10.1038/nphoton.2016.3

10.1021/acs.chemmater.5b01924

10.1038/ncomms8747

10.1021/cr400544s

10.1002/9783527611362.ch4

10.1021/ie50510a027

10.1021/ja01167a001

10.1002/asia.201501379

10.1038/ncomms8269

10.1002/adfm.201401872

10.1039/C4EE02988G

10.1023/A:1015388912729

10.1038/ncomms12305

10.1021/ja512117e

10.1023/A:1016584519829

10.1021/ja505556s

10.1038/srep25648

10.1016/0022-3697(61)90054-3

10.1021/acs.jpclett.5b00620

Thông tin
Thông tin xuất bản

Advanced Energy Materials

Tập 7 Số 11

Thông tin tác giả