报告题目：高性能准二维锡基钙钛矿太阳能电池的制备及其相关机理研究（博士后出站报告）

报告人：厉军明博士

时间：2020年11月26日（周四）上午8:30-10:30

地点：阳光科技楼北911

报告内容简介：锡基钙钛矿材料具有合理带隙、高吸光系数、高载流子迁移率等优异光电性能，从而成为无铅钙钛矿太阳能电池材料热门材料。然而，锡基钙钛矿中Sn²⁺容易氧化为Sn⁴⁺，造成结构畸变和p型掺杂。此外，锡基钙钛矿薄膜结晶速率快，难以制备致密无孔的薄膜，也抑制了电池性能。这些难题致使器件的性能难以获得突破性进展。系列研究表明：（1）铅基电池组件中浸出的铅离子进入土壤后，因被植物所吸收而进入食物链，相对于其他人类活动带入环境中的铅，其迁移性要高10倍以上。而作为铅的替代选择，含锡卤素钙钛矿太阳能电池组件的环境风险较小，也更加安全。（2）采用极少量的四正丁基胺阳离子代替锡基钙钛矿材料中A位的阳离子后，可显著提高薄膜覆盖，抑制Sn²⁺/Sn⁴⁺氧化过程，降低背景载流子密度，从而减少了薄膜缺陷态密度，降低电池器件中的载流子损耗。（3）采用真空闪蒸溶液处理法制备了稳定的纯无机锡基钙钛矿CsSnI₃晶体薄膜，显著提高了薄膜覆盖度，增强了薄膜的稳定性并降低了背景电荷载流子密度。由于膜缺陷的钝化缓慢以及晶体结构的逐渐调节，电池的PCE随着存储时间的增加而不断提高。存储180天后，PCE升高到3.8％，这也是基于CsSnI₃的钙钛矿太阳能电池的最高性能之一。