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穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)熒光光譜儀:對于鈣鈦礦薄膜的TRPL測試
更新時間:2025-02-26瀏覽:2032次

碳基鈣鈦礦太陽電池(C-PSC)兼具穩(wěn)定性和低成本的優(yōu)勢,是一種高性價比的光伏技術。然而,較低的效率是其商業(yè)化應用的一大障礙。在制備過程中,鈣鈦礦薄膜不可避免地會產(chǎn)生缺陷,這些缺陷普遍存在于鈣鈦礦的表面和體相中,它們充當載流子的復合中心,導致非輻射復合損失,最終降低了電池效率和穩(wěn)定性。因此,有效的缺陷鈍化策略是提高電池性能的關鍵。

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近日,華南農(nóng)業(yè)大學的饒華商&鐘新華團隊提出了一種“濕膜處理"和“干膜處理"相結合的綜合策略,分別鈍化CsPbI3 薄膜的表面和體相缺陷。在中間相階段采用鹵化膽堿的濕膜處理,使LD 鈣鈦礦完*滲透于體相中。這種綜合鈍化策略可以更有效地抑制非輻射復合。在此基礎上,通過調(diào)整鹵化膽堿來促進載流子提取過程,從而優(yōu)化器件的能級排列。最終,CsPbI3 C-PSC的效率達到 19.65%,創(chuàng)下了無機C-PSC的新紀錄。

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碘化膽堿(ChI)處理被證明可以有效鈍化CsPbI3薄膜的表面缺陷,在退火后處理(干膜處理)過程中,ChI與CsPbI3通過離子交換反應形成1D ChPbI3,從而構建1D/3D異質結構。然而,由于Ch+的滲透性有限,Ch+很難穿透整個鈣鈦礦薄膜并在體相中形成LD鈣鈦礦。因此,傳統(tǒng)的干膜處理不足以鈍化CsPbI3薄膜中的體相缺陷。鑒于此,作者利用ChI對薄膜的中間相組成的濕膜進行處理,使ChI能夠擴散到薄膜深處。由于ChI沿著中間相晶體的晶界滲透濕膜,生成的1D ChPbI3傾向于覆蓋CsPbI3晶體。

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PL測試結果表明,干膜處理更有利于鈍化鈣鈦礦薄膜的表面缺陷,而濕膜處理由于ChI的高滲透性更有利于鈍化鈣鈦礦薄膜的體缺陷。為此,采用濕膜處理結合干膜處理的綜合策略來獲得W/D-film,以實現(xiàn)對CsPbI3薄膜表面和體缺陷的更有效的鈍化。另外,濕膜處理過程中Ch+滲透到整個鈣鈦礦薄膜中并得到穩(wěn)定的ChPbI3,抑制體相中δ相的形成,提高了鈣鈦礦相的穩(wěn)定性?;诰C合策略下組裝的C-PSC獲得了18.42%的冠*效率。

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進一步的,作者發(fā)現(xiàn),在濕膜處理過程中用ChCl代替ChI,能夠將鈣鈦礦/碳界面從向下變?yōu)橄蛏系哪軒澢?,?yōu)化了能級結構,消除了空穴提取勢壘,提高了載流子提取效率。最終獲得的CsPbI3 C-PSC的效率達到 19.65%,創(chuàng)下了無機 C-PSC 的新紀錄。

配置推薦

本文中鈣鈦礦薄膜的TRPL測試使用卓立漢光公司的OmniFluo990完成。OmniFluo990為模塊化搭建結構,通過搭配不同的光源、檢測器和各類附件,為紫外/可見/近紅外發(fā)光測試提供綜合解決方案,也為光電催化分解水制氫催化劑的研發(fā)提供有利工具。

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