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电场诱导下的气相小分子可控性修饰钙钛矿表面研究

发布时间: 2025-08-14

基本信息

合作方式： 技术转让
成果类型： 发明专利
行业领域：
新能源及节能技术,新型高效能量转换与储存技术
成果介绍
钙钛矿缺陷钝化是获得高效、稳定钙钛矿太阳电池的有效策略。化学添加剂被广泛应用于钙钛矿缺陷钝化，但处理后分布在钙钛矿薄膜中的化学添加剂结构残留物又会是引起薄膜性能衰减及结构降解的潜在诱发因素。因此开发无添加剂的外场诱导钝化钙钛矿缺陷方法对获得高质量钙钛矿薄膜具有重要意义。本项目针对无化学添加剂的钙钛矿薄膜制备技术，开发电场诱导气相分子钝化钙钛矿缺陷态方法。
成果亮点
（1）横向脉冲电场调控钙钛矿结晶过程，制备高质量钙钛矿薄膜。将垂直于钙钛矿表面的横向脉冲电场用于调控钙钛矿薄膜的结晶过程，横向脉冲电场控制薄膜形成过程中离子的迁移和分布，抑制热退火过程中碘化物的蒸发，通过离子迁移在退火过程中对碘空位的填充，制备获得了电子缺陷密度少和空穴缺陷密度少的高质量MAPbI3钙钛矿薄膜。脉冲电场调控在钙钛矿薄膜中形成的碘组分梯度分布，有助于钙钛矿在运行过程中填充钝化碘空位。该方法进一步应用于杂化钙钛矿薄膜体系，获得了效率为24.38%的钙钛矿太阳电池器件。（2）电场和气相分子协同修饰钙钛矿薄膜缺陷态，制备高质量钙钛矿薄膜。研究了直流电场、脉冲电场与气相分子对于钙钛矿薄膜表面后处理的作用规律。建立了脉冲电场诱导CO气相分子高效修饰钙钛矿薄膜的方法，实验表征脉冲电场增强了CO与Pb2+的配位相互作用，使薄膜中的Pb2+配位饱和，高效钝化了钙钛矿薄膜中I−空位缺陷态，从而获得了质量和性能更好的MAPbI3钙钛矿吸光层。
团队介绍
长安大学（Chang’an University），位于陕西省西安市，简称“长大”，直属国家教育部，是国家首批“211工程”重点建设大学、国家“985工程优势学科创新平台”建设高校、国家“双一流”建设高校。入选国家“111计划”、“双万计划”、教育部“卓越工程师教育培养计划”、国家建设高水平大学公派研究生项目、世界能源大学联盟成员高校，丝绸之路大学联盟，是高水平行业特色大学优质资源共享联盟。
成果资料