Indexed by:会议论文

Date of Publication:2018-05-26

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Key Words:多组分钙钛矿;结晶调控;太阳能电池;中间相;缺陷抑制

Abstract:反溶剂辅助旋涂过程中样品附近的空气流速会直接且连续影响样品表面前驱体溶液中溶剂的挥发行为,进而影响钙钛矿薄膜的结晶行为和内部缺陷。本文从空气动力学角度出发,系统论证了空气流速在多组分钙钛矿结晶生长过程中的重要性。首先,通过空气动力学模拟,我们证明空气流速在优化后得到了一个数量级的提升。于此同时,这种高流速空气在样品附近形成了中央负压区,径向压强差形成了巨大的推动力,促使气流快速且连续地由四周向中心样品处涌进,不断置换挥发而出的溶剂分子,大幅加快了溶剂挥发与反溶剂扩散的速度。第二,本文揭示了空气流速对多组分钙钛矿薄膜生长过程的影响及机制,研究表明,反溶剂辅助旋涂过程可分为两个子过程,高流速空气不仅在第一个子过程中促进了多组分钙钛矿中间相的形成,同时也在第二个子过程中改变了中间相分解成为钙钛矿晶种的模式。我们推测,在高流速空气作用下,晶种容易进行均一有序排列,有利于后续钙钛矿薄膜的高度定性生长。在高流速空气作用下形成的多组分钙钛矿薄膜内部缺陷较少,电荷复合而得到了明显抑制,由此带来的能量损失也进一步降低。最终,获得了光电转化效率最高达到20.24%、稳定输出效率达到19.58%的高性能平面异质结钙钛矿太阳能电池