高度缺陷钙钛矿太阳能电池通过光氧化实现显著性能恢复
材料科学
2024-04-19 v1
摘要
暴露于环境因素通常会导致钙钛矿薄膜和太阳能电池 degradation。本文表明，某些缺陷轮廓的薄膜在暴露于氧气并受光照下会显示相反的效果，即修复。我们调节甲基硝酸铅三碘化钙钛矿的碘含量，从欠平衡到过平衡，并在添加顶层之前将其暴露于氧气和光照，从而检查缺陷对其光氧化反应的依赖性（在无储存相关化学过程的情况下）。不同缺陷的电池之间的光伏性能差异显著。欠平衡样本确实会降解，表现为其未处理后者的 33% 水平，而平衡样本保持其性能水平。意外的是，过平衡样本在未处理时表现出低电流密度和强逆向滞后，但经光氧化处理后可恢复至最高性能水平（与未处理、平衡样本相同）。对于三阴离子和无甲基硝酸铅组成的样本也观察到类似的、尽管规模较小的效应，表明该处理可被推广至最新状态的组成。我们通过一套表征技术检查此反应的原因，发现性能变化与晶体表面微观结构衰减、欠平衡电池的晶体bulk结构再取向以及所有薄膜的碘/铅比例降低相吻合。这些结果表明，缺陷工程是操控钙钛矿太阳能电池稳定性的强大工具。
引用
@article{arxiv.2404.11635,
title = {Remarkable performance recovery in highly defective perovskite solar cells by photo-oxidation},
author = {Katelyn P. Goetz and Fabian T. F. Thome and Qingzhi An and Yvonne J. Hofstetter and Tim Schramm and Aymen Yangui and Alexander Kiligaridis and Markus Loeffler and Alexander D. Taylor and Ivan G. Scheblykin and Yana Vaynzof},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.11635},
year = {2024}
}