原位钝化PbI2钙钛矿薄膜提升钙钛矿太阳能电池性能的机理

摘要： 钙钛矿太阳能电池因其对缺陷的耐受性、低成本和简便的加工工艺而引发了巨大的研究兴趣。在钙钛矿太阳能电池器件中，PbI?被用于钝化钙钛矿薄膜表面和晶界处的缺陷，但基于陷阱密度、载流子寿命和费米能级等因素的PbI?原位钝化增强效率的系统机制尚未得到充分探索。本研究系统地分析了精确PbI?比例的作用，并基于陷阱密度、载流子寿命和费米能级等参数研究了PbI?原位钝化机制。通过能量色散光谱发现，I:Pb的适当比例约为2.57:1。采用飞秒瞬态吸收光谱测试表明，经过适度过量的PbI?原位钝化后，陷阱密度从6.12×101? cm?3降至3.38×101? cm?3，载流子寿命从168.35 ps延长至368.77 ps。结果表明，适度过量的PbI?原位钝化可降低陷阱密度并抑制非辐射复合。当I:Pb比例为2.57:1时，太阳能电池效率相比2.69:1实现了近11.3%的提升，达到19.55%，证明PbI?原位钝化能有效提高效率。