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定制界面晶体晶面以实现高效CH3NH3PbI3钙钛矿太阳能电池

DOI：10.1016/j.orgel.2019.105598 期刊：Organic Electronics 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 界面工程通常是实现高效钙钛矿太阳能电池（PSCs）的必要条件。然而，现有的界面工程方法不可避免地会在PSCs中引入额外的修饰层，这不仅使器件结构与制备流程复杂化，还增加了生产成本。本研究提出通过调控卤化铅钙钛矿薄膜（特别是其界面晶面）的本征特性来实现PSCs界面工程的新策略。具体而言，我们采用溶液介导的二次生长（SSG）技术对CH3NH3PbI3 PSC的界面晶面进行精准调控。通过控制SSG温度可实现界面晶面的精确调控——当优化温度为60°C时，CH3NH3PbI3薄膜的界面晶粒能完全从由(100)和(112)晶面包围的十二面体结构转变为(110)和(002)晶面包围的立方体结构，同时保持薄膜的晶体相和化学组成不变。更重要的是，这种转变使优化后的CH3NH3PbI3 PSC平均光电转换效率从16.51±0.64%显著提升至18.40±0.67%，这得益于载流子复合的显著抑制与提取效率的增强。
作者： Weidong Zhu，Qian Wang，Weming Chai，Dandan Chen，Dazheng Chen，Jingjing Chang，Jincheng Zhang，Chunfu Zhang，Yue Hao
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

提出一种通过控制铅卤钙钛矿薄膜（特别是其界面晶面）的性质来实现钙钛矿太阳能电池界面工程策略，从而在不引入额外修饰层的情况下提升电池性能。

研究成果

SSG方法有效调控了CH3NH3PbI3钙钛矿太阳能电池的界面晶面，通过抑制复合和增强载流子提取显著提升性能。优化后的器件平均光电转换效率从16.51±0.64%提升至18.40±0.67%。

研究不足

该研究聚焦于CH3NH3PbI3钙钛矿太阳能电池，可能并不直接适用于其他类型的钙钛矿材料。顺序溶液生长工艺需要精确的温度控制，这可能会使大规模生产复杂化。

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