

浙江大学陈红征团队在《Energy & Environmental Science》上发表了题为“Bimolecular Amines Vapor Passivation for Efficient Perovskite Solar Cells Based on Blade-Coated FAPbI3"的研究论文。他们创新性地提出了双分子胺蒸气钝化(BAVP)技术,成功实现了高效大面积钙钛矿电池的制备,还使电池在高温条件下展现出优异的稳定性。

清洗后的ITO基板经空气烘箱干燥后,使用等离子清洗机PT40K-BE进行30秒处理,随后投入使用。

制备钙钛矿薄膜时,将前驱体溶液以15毫米/秒的移动速度涂覆于ITO/NiOx/Me-4PACz基底表面,随后在低湿度环境下使用干式空气刀PF200-H钙钛矿专用涂膜机进行淬火处理。

测试数据表明,经BAVP处理的电池不仅获得了25.2%的优秀效率,其稳定性同样优异——未封装器件在85°C下经历2616小时以及500次-5至55°C温度循环后,效率保持率分别高达99.4%与97.5%,显著展现了该策略在提升电池综合性能方面的应用前景。


(a) 双分子胺蒸汽钝化(BAVP)过程的示意图,展示了2-(PEA)和(EDA)如何与钙钛矿薄膜相互作用。
(b) PEA吸附在PbI2终止的钙钛矿表面的示意图。
(c) EDA吸附在PbI2终止的钙钛矿表面的示意图。
(d) PEA与FA+反应的吉布斯自由能曲线。
(e) EDA与FA+反应的吉布斯自由能曲线。

(a) X射线光电子能谱(XPS)分析,展示了PEA、EDA和BAVP处理的钙钛矿薄膜中Pb 4f的结合能变化。
(b) 溶液钝化和(c) BAVP处理的钙钛矿薄膜的Kelvin探针力显微镜(KPFM)图像。
(d) 控制组、(e) BAVP处理和(f) 溶液钝化处理的钙钛矿薄膜的深度分辨掠入射X射线衍射(GIXRD)光谱。

(a) 钙钛矿薄膜在不同胺处理下的能级对齐图。
(b) 钙钛矿薄膜在不同处理下钙钛矿导带底和费米能级的差。
(c) 稳态光致发光(PL)光谱。
(d) 时间分辨光致发光(TRPL)衰减曲线。
(e) PL量子产率(PLQY)值。
(f-h) 不同钝化方法处理的钙钛矿薄膜的PL强度分布图。

(a) 本研究中使用的倒置钙钛矿太阳能电池的器件结构。
(b) 未处理和不同胺处理的小面积器件的J-V曲线。
(c) 溶液基和蒸汽基钝化方法处理的器件的J-V曲线。
(d) 通过刮涂法制备的倒置钙钛矿太阳能电池和模块的代表性光电转换效率(PCE)。
(e) 不同钝化方法处理的小面积器件的外部量子效率(EQE)光谱。
(f) 不同钝化方法处理的钙钛矿太阳能模块的J-V曲线和图像。(g) 未处理和不同胺处理的器件的电化学阻抗谱(EIS)。
(h) 未处理和不同胺处理的器件的瞬态光电流(TPC)。
(i) 未处理和不同胺处理的电子-only器件的空间电荷限制电流(SCLC)特性。