处理太阳能电池材料揭示了意外微观结构的形成

2022-08-03 18:02:40 编辑：贺轮涛来源：

导读太阳能电池技术的最新进展使用多晶钙钛矿膜作为有源层，效率提高多达24.2%。混合有机 - 无机钙钛矿特别成功，并且它们已经用于光电器件...

太阳能电池技术的最新进展使用多晶钙钛矿膜作为有源层，效率提高多达24.2%。混合有机 - 无机钙钛矿特别成功，并且它们已经用于光电器件，包括太阳能电池，光电探测器，发光二极管和激光器。

但是，混合钙钛矿的表面容易出现表面缺陷或表面陷阱，其中电荷载体被捕获在半导体材料中。为了解决这个问题并减少陷阱的数量，必须钝化晶体表面。

在使用前，钙钛矿可以用化学溶液，蒸汽和大气气体处理，以去除使材料效率降低的缺陷。苄胺是用于此目的的一种特别成功的分子。通过这些处理工作的物理和化学机制的详细了解的关键是增加收集载流子的太阳能电池。

在他们本周的应用物理评论文章中，作者描述了他们用苄胺处理混合有机 - 无机钙钛矿晶体的工作，以研究晶体表面钝化的机理，并减少陷阱状态。

“这种分子已被用于太阳能电池的多晶场，人们已经证明太阳能电池得到了改进，”作者Maria A. Loi说。“我们希望在一个清洁的系统中研究为什么太阳能电池正在改进并理解为什么添加这种分子可以使设备更好。”

实验表明，苄胺进入晶体表面，在三维晶体表面形成新的二维材料-2-D 钙钛矿。在形成2-D版本并且随后从表面脱离的情况下，发生梯形蚀刻图案。

“主要目的是钝化表面以减少缺陷状态，”Loi说。“令我们惊讶的是，我们发现表面被修改了，这不是一种预期的机制。人们报告说这种分子可以提高设备的质量，但没有人报告说，实际上，它创造了一个二维层，也可以重组材料。“

作者还发现，苄胺和大气气体的组合对钝化最有效。这可能意味着，Loi说，存在多种类型的陷阱状态。对多种类型的陷阱状态的进一步研究可以精确调整为有效的光电器件制备晶体所涉及的机制。

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