黄劲松Science：解析钙钛矿太阳能电池中陷阱态的空间和能量分布
第一作者：Zhenyi Ni
通讯作者：黄劲松
通讯单位：北卡罗来纳大学
北卡罗来纳大学黄劲松等人报道了金属卤化物钙钛矿单晶和多晶太阳能电池中陷阱的空间和能量分布的概况。
研究表明，在单晶中，缺陷密度变化范围之大，相差五个数量级，最低值为2×1011cm-3，并且大多数深陷阱位于在晶体表面。多晶膜界面所有深度的电荷陷阱密度分别比薄膜内部大1-2个数量级，并且薄膜内部的陷阱密度仍比优质单晶大2到3个数量级。
图1. DLCP技术
令人惊讶的是，表面钝化之后，在钙钛矿和空穴传输层的界面附近发现了最深的陷阱，这里存在大量的纳米晶体，很大程度上限制太阳能电池的效率。
图2. MAPbI3单晶薄膜中的陷阱空间分布
图3. 厚度决定MAPbI3单晶薄膜中的陷阱分布
研究人员模拟了带隙为1.50和1.47 eV的钙钛矿薄膜太阳能电池，这与FA0.92MA0.08PbI3和FAPbI3的稳定组成相对应。假设这些材料具有与常规多晶MAPbI3薄膜相同的陷阱密度，则器件的PCE为22.5和22.8％。当薄膜中的陷阱密度降低到与单晶中的陷阱密度相同时，效率可能会更高，分别增加到27.7％和28.4％。
图4. 钙钛矿薄膜中的陷阱的空间和能量分布
总之，这项研究为深入理解钙钛矿电池效率的机制提供了新的见解，将进一步促进更高效和更高稳定性的钙钛矿太阳能电池的发展。
原标题:Science/Nature齐发：是什么限制了钙钛矿器件的性能？
