制备方法对钙钛矿薄膜结构及形貌的影响

简介

采用液相连续沉积法制备了有机/无机杂化钙钛矿(CH3NH3PbI3,MAPbI3)光吸收层,并研究了不同薄膜形貌、晶体结构和光吸收能力对钙钛矿太阳能电池性能的影响。结果表明制备工艺对吸光层形貌和器件光电性能产生很大的影响。相对于分步浸渍法,分步旋涂法(分步旋涂无机相碘化铅PbI2和有机相甲胺碘CH3NH3I前驱液)和气体辅助修复法(新制初始MAPbI3薄膜在室温下置于甲胺气氛中)能有效改善薄膜形貌和平整度,获得覆盖完全的均匀钙钛矿吸光层。同时,进一步分析了初始MAPbI3膜的形貌对气体修复法制备全覆盖平整钙钛矿薄膜的影响,发现初始钙钛矿膜的形貌对最终修复后的膜层形貌没有影响,这可能是因为不同初始MAPbI3膜经甲胺气体处理后均形成一种“甲胺铅化碘-甲胺”(MAPbI3MA)的液态中间相,再经退火处理后均获得平整、致密的钙钛矿膜层,极大地提高了MAPbI3的结晶度和薄膜均匀性,从而提高活性层的吸光率、光电流和电池效率。