


浙江大學陳紅征團隊在《Energy & Environmental Science》上發(fā)表了題為“Bimolecular Amines Vapor Passivation for Efficient Perovskite Solar Cells Based on Blade-Coated FAPbI3"的研究論文。他們創(chuàng)新性地提出了雙分子胺蒸氣鈍化(BAVP)技術,成功實現(xiàn)了高效大面積鈣鈦礦電池的制備,還使電池在高溫條件下展現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性。

清洗后的ITO基板經(jīng)空氣烘箱干燥后,使用等離子清洗機PT40K-BE進行30秒處理,隨后投入使用。

制備鈣鈦礦薄膜時,將前驅體溶液以15毫米/秒的移動速度涂覆于ITO/NiOx/Me-4PACz基底表面,隨后在低濕度環(huán)境下使用干式空氣刀PF200-H鈣鈦礦專用涂膜機進行淬火處理。

測試數(shù)據(jù)表明,經(jīng)BAVP處理的電池不僅獲得了25.2%的優(yōu)秀效率,其穩(wěn)定性同樣優(yōu)異——未封裝器件在85°C下經(jīng)歷2616小時以及500次-5至55°C溫度循環(huán)后,效率保持率分別高達99.4%與97.5%,顯著展現(xiàn)了該策略在提升電池綜合性能方面的應用前景。


(a) 雙分子胺蒸汽鈍化(BAVP)過程的示意圖,展示了2-(PEA)和(EDA)如何與鈣鈦礦薄膜相互作用。
(b) PEA吸附在PbI2終止的鈣鈦礦表面的示意圖。
(c) EDA吸附在PbI2終止的鈣鈦礦表面的示意圖。
(d) PEA與FA+反應的吉布斯自由能曲線。
(e) EDA與FA+反應的吉布斯自由能曲線。

(a) X射線光電子能譜(XPS)分析,展示了PEA、EDA和BAVP處理的鈣鈦礦薄膜中Pb 4f的結合能變化。
(b) 溶液鈍化和(c) BAVP處理的鈣鈦礦薄膜的Kelvin探針力顯微鏡(KPFM)圖像。
(d) 控制組、(e) BAVP處理和(f) 溶液鈍化處理的鈣鈦礦薄膜的深度分辨掠入射X射線衍射(GIXRD)光譜。

(a) 鈣鈦礦薄膜在不同胺處理下的能級對齊圖。
(b) 鈣鈦礦薄膜在不同處理下鈣鈦礦導帶底和費米能級的差。
(c) 穩(wěn)態(tài)光致發(fā)光(PL)光譜。
(d) 時間分辨光致發(fā)光(TRPL)衰減曲線。
(e) PL量子產率(PLQY)值。
(f-h) 不同鈍化方法處理的鈣鈦礦薄膜的PL強度分布圖。

(a) 本研究中使用的倒置鈣鈦礦太陽能電池的器件結構。
(b) 未處理和不同胺處理的小面積器件的J-V曲線。
(c) 溶液基和蒸汽基鈍化方法處理的器件的J-V曲線。
(d) 通過刮涂法制備的倒置鈣鈦礦太陽能電池和模塊的代表性光電轉換效率(PCE)。
(e) 不同鈍化方法處理的小面積器件的外部量子效率(EQE)光譜。
(f) 不同鈍化方法處理的鈣鈦礦太陽能模塊的J-V曲線和圖像。(g) 未處理和不同胺處理的器件的電化學阻抗譜(EIS)。
(h) 未處理和不同胺處理的器件的瞬態(tài)光電流(TPC)。
(i) 未處理和不同胺處理的電子-only器件的空間電荷限制電流(SCLC)特性。
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