钙钛矿太阳能电池稳定性研究进展

钙钛矿器件在光照下很容易引起钙钛矿材料的一系列反应。为了抑制TiO2的光催化活性,SeigoIto等[42]人在电子传输层和钙钛矿层之间添加Sb2S3作为钝化层。通过对比有无Sb2S3电池器件的性能以及材料结构的变化,推测出了在光照条件下,钙钛矿层分解可能的形式,如图9。在没有Sb2S3的情况下,CH3NH3PbI3层经过长时间的光照后分解为PbI2、CH3NH2、HI,其中CH3NH2、HI以气体形式脱离器件(图9a)。当添加Sb2S3后(图9b),经过同样的光照时间,钙钛矿材料显示出良好的稳定性,可以判断钙钛矿材料的分解是从TiO2界面开始的。Sb2S3的存在抑制了TiO2的光催化活性,阻碍了离子碘向单质碘的转变。从而提高了钙钛矿器件在光照条件下的稳定性。CH3NH3PbI3«PbI2+CH3NH2+HI2I-«I2+2e-(attheinterfacebetweenTiO2andCH3NH3PbI3)3CH3NH3+«3CH3NH2+3H+I-+I2+3H++2e-«3HI图9基于CH3NH3PbI3钙钛矿太阳能电池在光照测试下的退化机理示意图[42]Fig9.DegradationschemeofCH3NH3PbI3perovskitesolarcellsduringlightexposuretest:(a)(TiO2/CH3NH3PbI3)and(b)(TiO2/Sb2S3/CH3NH3PbI3)[42]光、氧对钙钛矿器件的影响在当前的研究来看,并非独立,而是协同作用。Snaith等[43]InthispaperwereportontheinfluenceoflightandoxygenonthestabilityofCH3NH3PbI3perovskite-basedphotoactiveexposedtobothlightanddryairthemp-Al2O