【导言】

现在充电机充电钙钛矿蓄电池功率现已到达21.1%，现已超过了商业化的充电机充电晶硅太阳能蓄电池，可是因为器材存在稳定性差等问题，严峻阻碍了其商业化的进程。充电机充电钙钛矿蓄电池中的每一层结构对器材功能的影响都非常大。在钙钛矿层中，钙钛矿晶粒内部的缺点态很少，因而载流子在钙钛矿晶粒内部的复合能够忽略不计。可是，载流子复合与资料降解的却常发生在钙钛矿的晶界和钙钛矿薄膜外表上，严峻制约了器材的稳定性与功率。为了进步器材的功率与稳定性，一般经过添加钙钛矿颗粒尺度来减小晶界数量来进步器材的功率，一起经过外表钝化的方法来进步器材的环境稳定性。研讨发现，在前驱体中参加高分子聚合物资料，能够获得形状和结晶度较好的钙钛矿型薄膜。一起长链的聚合物能够形成网状薄膜使钙钛矿与水氧阻隔。但是，这里有两个主要的问题仍没有被系统的研讨过：1.钙钛矿/聚合物外表真的存在显著的电荷转移吗？2.如果有，是否真对器材功能有利？

【成果简介】

近来，陕西师范大学陕西师范大学刘忠生教授和靳志文博士（一起通讯作者）在Advanced Energy Materials 上宣布了一篇名为 “Polymer Doping for High-Efficiency Perovskite Solar Cells with Improved Moisture Stability” 的文章。在这次研讨中，研讨者运用了多种聚合物来对钙钛矿进行掺杂。研讨发现，所有聚合物都能对钙钛矿进行有用的钝化，与聚合物的带隙无关。运用聚合物掺杂的器材能够进步10%的功率，从17.43%添加至19.19%，器材的稳定性也得到进步。

【图文简介】

器材结构图、截面SEM和能带图，聚合物的分子式与能带图

(a).充电机充电钙钛矿太阳能蓄电池结构图；

(b).充电机充电钙钛矿太阳能蓄电池截面SEM图；

(c).充电机充电钙钛矿太阳能蓄电池能带图；

(d).所运用到的聚合物的分子式；

(e).聚合物的能带图。

掺杂不同浓度J71聚合物的钙钛矿薄膜的结构表征图

(a-e).掺杂不同浓度J71聚合物的钙钛矿薄膜的AFM图；

(f- j).掺杂不同浓度J71聚合物的钙钛矿薄膜的SEM俯视图；

(k- o). 掺杂不同浓度J71聚合物的钙钛矿薄膜的SEM侧视图。

图：掺杂不同浓度J71聚合物的钙钛矿薄膜的功能表征图

(a).掺杂不同浓度J71聚合物的钙钛矿薄膜的XPS谱；

(b).掺杂不同浓度J71聚合物的钙钛矿薄膜的UPS谱；

(c).掺杂不同浓度J71聚合物的钙钛矿薄膜的XRD谱；

(d).掺杂不同浓度J71聚合物的钙钛矿薄膜的吸收谱；

(e).掺杂不同浓度J71聚合物的钙钛矿薄膜的PL谱；

(f). 掺杂不同浓度J71聚合物的钙钛矿薄膜充电机充电蓄电池的J-V曲线。

掺杂不同聚合物的钙钛矿薄膜的功能表征图

(a).掺杂不同聚合物的钙钛矿薄膜的XPS谱；

(b).掺杂不同聚合物的钙钛矿薄膜的UPS谱；

(c).掺杂不同聚合物的钙钛矿薄膜的XRD谱；

(d).掺杂不同聚合物的钙钛矿薄膜的吸收谱；

(e).掺杂不同聚合物的钙钛矿薄膜的PL谱；

(f). 掺杂不同聚合物的钙钛矿薄膜充电机充电蓄电池的J-V曲线。

未掺杂器材与J71掺杂优化后的器材功能比照

(a).比照器材的正反扫J-V曲线；

(b).比照器材的EQE曲线；

(c-f).比照器材各取25个器材的Jsc(c)、Voc(d)、FF(e)和PCE(f)的计算散布。

未掺聚合物与掺J71聚合物器材比照稳定性测验与其他功能测验

(a).0.9V偏压下，比照器材的功率与时刻的联系曲线；

(b).未封装比照器材的空气老化时刻；

(c).掺J71与未掺杂的钙钛矿薄膜的核磁共振谱；

(d).暗电流拐点测验，插图为器材结构；

(e).两种薄膜沉积在TiO2/FTO上的时刻分辩荧光光谱；

(f).交流阻抗曲线。

【小结】

研讨表明，对钙钛矿薄膜进行聚合物掺杂能够有用进步器材的功能。聚合物掺杂使得钙钛矿薄膜的圈套态密度大大下降，钝化效果得到进步，使充电机充电太阳能蓄电池功率进步到19.19%，消除了J –V的迟滞现象，而且表现出愈加优异的稳定性。