高分子PVP添加剂对钙钛矿太阳电池稳定性的提升

熊浩¹，张渤昕¹，贾巍²，张青红¹，谢华清³

1. 东华大学材料科学与工程学院2. 上海空间电源研究所空间电源技术国家重点实验室3. 上海第二工业大学环境与材料工程学院

摘 要：作为一类新型薄膜太阳能电池,近年来钙钛矿太阳电池的发展十分迅速,其效率已接近商业化硅基太阳能电池,但是钙钛矿薄膜在空气中稳定性较差,严重限制了其进一步的商业化应用。本研究通过在钙钛矿薄膜中添加聚4-乙烯吡啶（PVP）来增强钙钛矿薄膜在空气中的稳定性。通过形貌、结构及性能测试,发现相比于未添加PVP的钙钛矿薄膜,添加PVP的钙钛矿薄膜形貌更均匀致密。添加0.4wt%PVP将钙钛矿太阳电池的光电效率从6.09%提升到13.07%,而且,存放在相对湿度超过50%的空气中,其电池效率衰减为一半的时间由原来的3 d延长到3 w,但是过多的PVP添加量会导致Pb I2与CH3NH3I反应不完全。添加PVP工艺进一步优化后,有望用于大面积、高稳定性的钙钛矿薄膜的制备。

关键词：钙钛矿太阳能电池;稳定性;聚4-乙烯基吡啶;高分子添加剂;