科学新知：2021 Adv. Sci. TMP MAPbI3形成高效钙钛矿
Advanced Science (IF 16.806) 期刊近期刊登韩国庆北大学Sangwook Lee等人的研究，探讨磷酸三甲酯 (trimethyl phosphate, TMP) 作为一种新型刘易斯碱溶剂，对钙钛矿太阳能电池 (PSC) 的钙钛矿薄膜形成和光伏特性的影响。
均匀稳定的钙钛矿薄膜可透过刘易斯碱溶剂 (Lewis-base solvent) 和反溶剂 (anti-solvent)的溶剂工程形成。在此研究中，作者探讨磷酸三甲酯 (trimethyl phosphate, TMP) 的效用。与二甲基亚砜 (dimethylsulfoxide, DMSO) 或二甲基甲酰胺 (dimethylformamide, DMF) 相比，使用TMP可以直接使钙钛矿相结晶，并将中间相减少到可以忽略不计的程度，实现钙钛矿晶粒的直接生长。作者透过太阳光模拟器与标准电池，对钙钛矿太阳能电池的光伏特性进行分析，并搭配量子效率测量系统进行EQE (External Quantum Efficiency) 光谱分析。同时，也对太阳能电池在太阳光模拟器下的短路电流，进行Jsc (short-circuit current density) 的比对，以证明实验的真确性。
研究结果显示，使用DMSO/DMF混合溶剂制造的PSC，有19.14%功率转换效率；仅用DMF溶剂制造的PSC，有18.55%。而由TMP/DMF混合溶剂衍生的基于甲基胺基碘化铅 (methylammonium lead iodide, MAPbI3) 的PSC，表现出平均19.68%的高功率转换效率 (20.02%)。优异的光伏性能归因于TMP/DMF衍生的钙钛矿薄膜拥有较低缺陷密度，透过将弱刘易斯碱溶剂与成熟的溶剂工程工艺相结合，可以实现高性能 PSC。
三种溶剂的分子结构。
使用 DMF、DMSO 和 TMP 溶剂的涂层和退火后的 MAPbI3 PVSK 薄膜的材料特性。
使用DMF、D/D (DMF/1.0 M DMSO) 和 D/T (DMF/1.0 M TMP) 溶剂的钙钛矿太阳能电池光伏性能。
关键词： MAPbI3、钙钛矿、Perovskite、PSC、太阳光模拟器、 Solar Simulator、量子效率 、Quantum Efficiency
原文： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202102492
