EES: 二硫甲脒盐酸盐助力高效稳定纯FAPbI3钙钛矿太阳能电池

坡肉先生

2021-07-31

基于甲脒碘化铅 (FAPbI₃) 的钙钛矿具有高光吸收和长扩散长度，使其成为高效太阳能电池的有力候选者。然而，尽管有这些特性，FAPbI₃ 中的主要固有缺陷（即碘空位）会诱导强电子定位并在光激发时成为深陷阱和复合中心。因此，载流子寿命明显降低，并且没有充分利用优越的性能。因此，内在缺陷的处理已成为实现高效太阳能电池的关键问题。韩国成均馆大学Tae Kyu Ahn, Jaichan Lee和Hyun Suk Jung等人使用甲脒二硫化物二盐酸盐 (FASCl)，作为FAPbI₃薄膜的调节剂。

本文要点：

1）由于 FAS²⁺离子是强氧化剂或电子清除剂，FAS²⁺离子可以代替FA+离子使碘空位失去强定域电子并去除深陷阱。FASCl 的掺入诱导中间相与钙钛矿前驱体的形成，这可以有效地稳定黑色 α 相 FAPbI₃ 并延缓结晶速率，从而形成具有高结晶度和大晶粒尺寸的致密全覆盖钙钛矿层。

2）因此，最佳小面积器件 (0.14 cm2) 表现出 23.11% 的显著功率转换效率 (PCE)、22.83% 的稳定功率输出、0.343 V 的低电压损失和高达83.4%填充因子。在没有封装的情况下，该器件分别在 85°C或 50% 相对湿度条件下测试1000 小时后保持其初始效率的约 92.5% 和约 91.7%。此外，钙钛矿太阳能模块 (PSM) 的 PCE 值分别为 20.75%（填充因子高达 78.5%）和 17.44%，活性面积分别为 23.27 和 59.33 cm2，这是目前组件最高效率之一。

Jun Zhu et al. Formamidine disulfide oxidant as a localised electron scavenger for >20% perovskite solar cell modules, Energy Environ. Sci., 2021.

https://doi.org/10.1039/D1EE01440D