Brief background

近年來(lái)， 室內(nèi)光伏器件吸收建筑物內(nèi)的LED和熒光燈的室內(nèi)光源轉(zhuǎn)化為電能，為像傳感器，遠(yuǎn)程執(zhí)行器和健康檢測(cè)設(shè)備等物聯(lián)網(wǎng)電子設(shè)備供電而引起極大的關(guān)注。由于室內(nèi)LED照明和室外太陽(yáng)光的輻射光譜不同， 當(dāng)理想吸光材料的帶隙在1.9eV時(shí)，室內(nèi)光才能有效地被光伏器件吸收利用。由于無(wú)機(jī)鈣鈦礦CsPbI2Br的帶隙為1.9eV，并對(duì)熱，光和相變展現(xiàn)其穩(wěn)定性， 所以被用于該室內(nèi)光伏器件的研究中。

Problem addressed

雖然CsPbI2Br 鈣鈦礦材料在室內(nèi)光伏器件具有很好的應(yīng)用潛力。由于CsPbI2Br在有機(jī)溶劑中的溶解度有限，在薄膜制造過(guò)程中會(huì)引起快速沉淀，該過(guò)程中其成核速度大于晶體生長(zhǎng)速度而起到主導(dǎo)作用，所以形成具有微晶和針孔狀表面粗糙且不均勻的薄膜層。

這種未經(jīng)控制結(jié)晶速率的CsPbI2Br薄膜，因其晶面存在缺陷，容易產(chǎn)生載流子電荷堆積，導(dǎo)致光伏器件性能受限。因此，我們提出一種通過(guò)控制結(jié)晶速率來(lái)提高CsPbI2Br的成膜均勻性和可重現(xiàn)性，并開發(fā)出高性能的室內(nèi)鈣鈦礦光伏器件。

Major highlights

為了控制結(jié)晶過(guò)程，韓國(guó)高麗大學(xué) Sang Hyuk Im教授團(tuán)隊(duì)將二甲基碘化銨添加在鈣鈦礦前體溶液中以改善CsPbI2Br的溶解度。二甲基碘化銨作為晶體生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑可以有效減慢結(jié)晶過(guò)程來(lái)誘導(dǎo)鈣鈦礦晶體在(110)的平面內(nèi)定向生長(zhǎng)。在后續(xù)的抗溶劑和退火過(guò)程中，二甲基碘化銨會(huì)被消除。

該方法制備的CsPbI2Br鈣鈦礦薄膜表現(xiàn)出更大的晶粒尺寸。由于晶界的減少，改善其界面缺陷多的問(wèn)題。最后優(yōu)化二甲基碘化銨在溶液中的比重并制作了室內(nèi)光電器件。該器件在室內(nèi)LED燈1000照度條件下，小面積器件（0.096cm2）的功率轉(zhuǎn)化效率可達(dá)到35.22%，而大規(guī)模集成模塊的轉(zhuǎn)化效率則可達(dá)到29.80%。

文章信息：

Seongyun Choi,Hyong Joon Lee,Jin Hyuck Heo,Sang Hyuk Im，Efficient inorganic CsPbI2Br perovskite indoor photovoltaics demonstrated via slower crystallization by incorporated dimethylammonium iodide，EcoMat, 2022; e12303.

原文鏈接：https://doi.org/10.1002/eom2.12303

審核編輯：劉清