大面积化钙铁矿太阳能电池——薄膜制备——波
大面积化钙铁矿太阳能电池的途径
传统的旋涂法已经被证明能制备出均匀、无空隙、高质量的钙铁矿薄膜,但是它却不适用于制备大面积的钙铁矿薄膜。喷涂技术是常用的用于制备大面积钙钵矿薄膜的方法。从前驱液到薄膜生成过程中产生的中间相问题有待进一步深入研究,中间相的可逆性与稳定性直接影响着钙铁矿薄膜的成膜性能。钙铁矿由前驱液到薄膜的制备过程中我们不仅要关注其化学过程,同时也应该深入研究其涉及到的物理特性,比如溶液的粘性、基底的润湿性等。
钙铁矿前驱液中杂质的影响
钙铁矿前驱液中杂质测存在会影响钙铁矿薄膜的性能,比如薄膜的结晶性、载流子的复合过程以及电荷扩散长度等。
>研究表明PbI₂(98.0%)相比于PbI₂(99.999%)展现出更低的结晶性使得钙铁矿薄膜的载流子寿命和扩散长度减小从而降低了器件的光电性能。
>研究表明添加次磷酸(HPA)至HI中能起到稳定剂作用,将氧化的I₂还原成I¯从而提升了钙铁矿薄膜的光电性能。
超声波喷涂通常与较低浓度的溶液配制,以生产所需厚度的钙钛矿膜。如果溶剂蒸发得太快,溶液的液滴就没有足够的时间散开并结合成均匀的薄膜。相反,如果干燥过程持续较长时间,湿膜将收缩成覆盖度差的膜。因此,喷涂钙钛矿膜的控制是一个很大的挑战,喷涂装置的PCE相对较低。优化喷涂速度、基材温度、喷嘴与基材距离、湿膜退火温度和时间,以及油墨浓度、粘度和溶剂通量,可以提高薄膜质量和厚度。