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摘要

近年来, CH(NH ₂) ₂PbI ₃(FAPbI ₃)由于其带隙接近理想值而受到了广泛关注, 成为钙钛矿太阳能电池中最具吸引力的光电功能材料. 然而由碘甲脒 (FAI) 和碘化铅 (PbI ₂)作为前驱体制备的传统钙钛矿层化学计量比不精准, 缺陷密度大, 稳定性差且结晶度较低, 导致钙钛矿太阳能电池性能很难进一步提高. 本文采用FAPbI ₃单晶制备的钙钛矿薄膜具有高结晶度, 高稳定性, 精确的化学计量比和低缺陷密度. 单晶钙钛矿薄膜的晶粒尺寸大, 晶界少, 导致晶界处缺陷较少, 提高了钙钛矿太阳能电池的短路电流密度( J _SC)和开路电压( V _OC), 使其光电转换效率有了大幅度的提高. 本文为制备高稳定性、高结晶度和低缺陷密度的钙钛矿太阳能电池提供了一种有效策略.

关键词:

Abstract

In recent years, CH(NH ₂) ₂PbI ₃(FAPbI ₃) has received extensive attention due to the suitable band gap, becoming the most attractive photoelectric functional material in perovskite solar cells. However, the traditional perovskite layer prepared by formamidine iodide (FAI) and lead iodide (PbI ₂) has inaccurate stoichiometric ratio, high defect density, low stability, and low crystallinity, which makes it challenging to improve the performance of perovskite solar cells further. In this paper, the perovskite film prepared by FAPbI ₃single crystal has high crystallinity, high stability, accurate stoichiometric ratio and low defect density. The single crystal derived perovskite film has a large grain size and few grain boundaries, resulting in fewer defects in the grain boundaries, which improves the short-circuit current density ( J _SC) and open-circuit voltage ( V _OC) of perovskite solar cells, and greatly improves the photoelectric conversion efficiency. This work provides an efficient strategy for fabricating perovskite solar cells with high stability, high crystallinity, and low defect density.

Keywords:

作者及机构信息

通信作者:吴聪聪,ccwu@hubu.edu.cn

基金项目:国家自然科学基金(批准号: 62004064)和湖北省重点研发计划项目(批准号: 2022BAA096)资助的课题.

Authors and contacts

Corresponding author:Wu Cong-Cong,ccwu@hubu.edu.cn

Funds:Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 62004064) and the Key R&D Program of Hubei Province, China (Grant No. 2022BAA096).

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	A₁	τ₁/ns	A₂	τ₂/ns	Τ_ave/ns
有机卤化物盐	0.1432	19.53	0.5698	3.713	12.715
晶体粉末	0.1520	20.90	0.5652	4.40	13.66
单晶	0.1823	112.4	0.441	16.6	87.19

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