用于钙钛矿太阳能电池稳定甲脒铅三碘化物前驱体相顺序沉积的绿色溶剂体系
应用物理
2024-06-17 v2 材料科学
摘要
钙钛矿太阳能电池（PSC）为当前光伏技术提供了一种高效、廉价的替代方案，并有望通过高通量涂覆方法进行制造。然而，金属卤化物钙钛矿的商业化规模溶液加工面临的挑战包括使用有害溶剂、维持受控大气条件的成本，以及PSC在运行中固有的不稳定性。在此，我们通过引入一种高挥发性、低毒性、可生物再生的溶剂体系来制备一系列二维钙钛矿，这些二维钙钛矿是随后在环境条件下完全加工转化为α-甲脒铅三碘化物（FAPbI3）的高效前驱体相。使用我们的FAPbI3的PSC在光照和高温（ISOS-L-2）以及“湿热”（ISOS-D-3）应力下展现出显著的可重复稳定性，超越了其他最先进的钙钛矿组分。我们确定这种增强是二维前驱体相结晶路径的结果，该路径同时避免了残留低挥发性溶剂（如DMF和DMSO）的保留，并降低了材料中FA+的降解速率。我们的发现强调了初始结晶过程在决定钙钛矿材料运行稳定性中的关键作用，并且纯FA+基钙钛矿尽管α相具有固有的亚稳性，但仍可具有竞争性的稳定性。
引用
@article{arxiv.2406.08441,
title = {A green solvent system for precursor phase-engineered sequential deposition of stable formamidinium lead triiodide for perovskite solar cells},
author = {Benjamin M. Gallant and Philippe Holzhey and Joel A. Smith and Saqlain Choudhary and Karim A. Elmestekawy and Pietro Caprioglio and Igal Levine and Alex Sheader and Fengning Yang and Daniel T. W. Toolan and Rachel C. Kilbride and Augustin K. A. Zaininger and James M. Ball and M. Greyson Christoforo and Nakita Noel and Laura M. Herz and Dominik J. Kubicki and Henry J. Snaith},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.08441},
year = {2024}
}