Adv Mater：无需添加剂的低温合成黑相α-FAPbI3太阳能电池

纳米技术

2021-12-12

FAPbI₃是一种具有吸引力的光伏器件，其光学能带为1.45 eV，相对于基于甲胺阳离子的钙钛矿，FAPbI₃材料的光伏器件具有更好的热稳定性。通常合成纯度较高的α-FAPbI₃需要在150℃煅烧处理，而且得到的α-FAPbI₃材料在室温条件不稳定。

有鉴于此，伦敦大学玛丽皇后学院Tian Du、Joe Briscoe等报道发展了一种气溶胶辅助结晶策略，能够在100 ℃较低的温度将黄色δ-FaPbI₃转变为黑色α-FAPbI₃，这种较低温度的热转化过程对含有PbI₂和FAI的前驱液体能够进行转化，而且无需加入化学添加剂。

本文要点：

（1）

这种较低温度进行热转化得到的α-FAPbI₃比传统方法在150 ℃中煅烧处理的样品更加稳定，而且这种方法实现了更好的薄膜晶化度，更好的荧光量子产率。

（2）

通过XRD、X射线散射、DFT计算等方法，发现降低的煅烧温度以及晶化后的处理能够缓解晶体中的残留应力，因此促进生成稳定的α-FAPbI₃。通过这种处理过程克服了应力晶格扩张可能导致形成亚稳态α-FAPbI₃。

首次实现了FAPbI₃组分的p-i-n结构太阳能电池。通过100 ℃低温处理，比150 ℃处理展示了更好的电池效率和稳定性。

参考文献

Tian Du*, Thomas J. Macdonald, Ruo Xi Yang, Meng Li, Zhongyao Jiang, Lokeshwari Mohan, Weidong Xu, Zhenhuang Su, Xingyu Gao, Richard Whiteley, Chieh-Ting Lin, Ganghong Min, Saif A. Haque, James R. Durrant, Kristin A. Persson, Martyn A. McLachlan and Joe Briscoe*, Additive-free, Low-temperature Crystallization of Stable α-FAPbI₃ Perovskite, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202107850

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202107850