半导体材料中的缺陷态是限制半導体器件性能提高的主要因素之一有机—无机杂化钙钛矿作为一种新兴的高性能光伏材料,具有超长的载流子扩散长度大大降低了其晶体内部的载流子复合。然而其多晶薄膜表面缺陷是不可避免的表面缺陷态密度通常也比晶体内部要高出几个数量级。因此如何简单高效地钝化表面缺陷是提高钙钛矿太阳能电池性能的研究重点之一。
以最为常用的杂化钙钛矿材料CH3NH3PbI3为例CH3NH3PbI3的热稳定性较低,同时其组分CH3NH3I容噫从晶体结构中分离因此在CH3NH3PbI3多晶薄膜制备过程中,不可避免的热退火工艺会分解表面的CH3NH3PbI3生成PbI2从而形成的大量的未饱和的Pb缺陷。此类缺陷是正电荷缺陷较容易与富电子的不可作为路易斯碱碱相结合,从而达到钝化缺陷的效果
最近,美国内布拉斯加大学林肯分校的黄劲松教授课题组采用了一种π共轭的不可作为路易斯碱碱作为钙钛矿太阳能电池的界面修饰材料,该材料可以通过简单地低温溶液加工理论忣实验证明其具有高效地钝化CH3NH3PbI3表面缺陷的能力。与此同时该类材料也具有很好的n型半导体性能,从而实现了对钙钛矿层光生电荷有效提取最终,π共轭不可作为路易斯碱碱钝化的钙钛矿太阳能电池器件获得
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