DMSO蒸气辅助退火对CsPbBr3钙钛矿太阳能电池性能的影响

钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells, PSCs)因其成本低廉、制备简单、能量转换效率(power conversion efficiency, PCE)高等优点，成为光伏领域的研究热点。其中，全无机CsPbBr3钙钛矿太阳能电池因其良好的热稳定性、湿度稳定性和载流子传输特性在近年来受到广泛的关注。在利用多步旋涂法制备CsPbBr3钙钛矿薄膜的过程中，PbBr2与CsBr的反应程度对CsPbBr3薄膜形貌和相纯度有着极大影响，而CsPbBr3薄膜形貌和相纯度的改善又对提高器件的PCE和工作长期稳定性有着十分重要的意义。基于此，本文拟通过改善CsPbBr3薄膜形貌、提高相纯度，以实现电池器件性能的提升。在多步旋涂法的基础上，利用二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide, DMSO)蒸气辅助退火技术，对PbBr2薄膜进行优化。结果表明，利用DMSO通过蒸气辅助退火技术（solvent vapor-assisted annealing , SVAA）可以促使PbBr2薄膜形成多孔结构，增加PbBr2与CsBr的接触面积，从而加速其与CsBr的反应。在DMSO的蒸气氛围下，对PbBr2薄膜进行处理所形成的钙钛矿晶粒尺寸更大，晶界更少，缺陷态密度更低，从而抑制了载流子的复合，有利于提高CsPbBr3薄膜的载流子传输效率，最终实现了PCE从8.73%至9.95%的提升。