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穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)熒光光譜儀:對(duì)于鈣鈦礦薄膜的TRPL測(cè)試
更新時(shí)間:2025-02-26瀏覽:1053次

碳基鈣鈦礦太陽(yáng)電池(C-PSC)兼具穩(wěn)定性和低成本的優(yōu)勢(shì),是一種高性?xún)r(jià)比的光伏技術(shù)。然而,較低的效率是其商業(yè)化應(yīng)用的一大障礙。在制備過(guò)程中,鈣鈦礦薄膜不可避免地會(huì)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(dāng)載流子的復(fù)合中心,導(dǎo)致非輻射復(fù)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(guān)鍵。

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近日,華南農(nóng)業(yè)大學(xué)的饒華商&鐘新華團(tuán)隊(duì)提出了一種“濕膜處理"和“干膜處理"相結(jié)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(fù)合。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)調(diào)整鹵化膽堿來(lái)促進(jìn)載流子提取過(guò)程,從而優(yōu)化器件的能級(jí)排列。最終,CsPbI3 C-PSC的效率達(dá)到 19.65%,創(chuàng)下了無(wú)機(jī)C-PSC的新紀(jì)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(guò)程中,ChI與CsPbI3通過(guò)離子交換反應(yīng)形成1D ChPbI3,從而構(gòu)建1D/3D異質(zhì)結(jié)構(gòu)。然而,由于Ch+的滲透性有限,Ch+很難穿透整個(gè)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(duì)薄膜的中間相組成的濕膜進(jìn)行處理,使ChI能夠擴(kuò)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(cè)試結(jié)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(jié)合干膜處理的綜合策略來(lái)獲得W/D-film,以實(shí)現(xiàn)對(duì)CsPbI3薄膜表面和體缺陷的更有效的鈍化。另外,濕膜處理過(guò)程中Ch+滲透到整個(gè)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(jìn)一步的,作者發(fā)現(xiàn),在濕膜處理過(guò)程中用ChCl代替ChI,能夠?qū)⑩}鈦礦/碳界面從向下變?yōu)橄蛏系哪軒澢?,?yōu)化了能級(jí)結(jié)構(gòu),消除了空穴提取勢(shì)壘,提高了載流子提取效率。最終獲得的CsPbI3 C-PSC的效率達(dá)到 19.65%,創(chuàng)下了無(wú)機(jī) C-PSC 的新紀(jì)錄。

配置推薦

本文中鈣鈦礦薄膜的TRPL測(cè)試使用卓立漢光公司的OmniFluo990完成。OmniFluo990為模塊化搭建結(jié)構(gòu),通過(guò)搭配不同的光源、檢測(cè)器和各類(lèi)附件,為紫外/可見(jiàn)/近紅外發(fā)光測(cè)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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