乙二胺添加提升混合卤化物钙钛矿性能并抑制相不稳定性
材料科学
2022-10-03 v1 应用物理
摘要
我们表明，将乙二胺（EDA）加入钙钛矿前驱体溶液中，可改善高溴含量、无甲铵、甲脒铯铅卤化物钙钛矿 FA1-xCsxPb(I1-yBry)3 的光伏器件性能与材料稳定性，该类钙钛矿目前因用于钙钛矿-硅叠层太阳能电池而备受关注。利用光谱学与高光谱显微镜，我们显示该添加剂改善了薄膜均匀性，并抑制了高溴钙钛矿配方中普遍存在的相不稳定性，所制薄膜在环境条件下稳定保持超过 100 天。添加 1 mol% EDA 后，我们展示了带隙 1.69 eV 的钙钛矿单结 p-i-n 器件，其 VOC 为 1.22 V，冠军最大功率点跟踪功率转换效率达 18.8%，可与已报道的最佳无甲铵钙钛矿媲美。利用核磁共振（NMR）光谱与 X 射线衍射技术，我们表明 EDA 在溶液中与 FA+ 反应，快速且定量地形成咪唑啉鎓阳离子。正是结晶过程中咪唑啉鎓的存在驱动了钙钛矿薄膜性能的改善。
引用
@article{arxiv.2209.15100,
title = {Ethylenediamine Addition Improves Performance and Suppresses Phase Instabilities in Mixed-Halide Perovskites},
author = {Margherita Taddei and Joel A. Smith and Benjamin M. Gallant and Suer Zhou and Robert J. E. Westbrook and Yangwei Shi and Jian Wang and James N. Drysdale and Declan P. McCarthy and Stephen Barlow and Seth R. Marder and Henry J. Snaith and David S. Ginger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.15100},
year = {2022}
}