近日，博彩论坛 刘宏微教授课题组与合作者利用光谱感知，明确了掺杂调控基于有机无机钙钛矿材料的太阳能电池性能的机制，相关成果以“Spectroscopic Perception of Trap States on the Performance of Methylammonium and Formamidinium Lead Iodide Perovskite Solar Cells”为题发表在材料学领域重要刊物Advanced Materials上。

随着有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的蓬勃发展，提高该类太阳能电池的效率和稳定性已成为领域内的重要研究方向。目前，掺杂已被证明是一种简单有效的提高该类太阳能电池效率和稳定性方法。然而，有关掺杂对陷阱态的调控及其对太阳能电池性能影响的认识并不深入、机制尚不明晰。鉴于此，本工作深入研究了陷阱态对甲铵和甲脒钙钛矿太阳能电池性能的光谱感知：通过采用典型的掺杂RbI的钙钛矿（CH₃NH₃PbI₃和Cs_0.05FA_0.85MA_0.10Pb(I_0.97Br_0.03)₃）来阐述影响器件效率的掺杂机制。结果表明，掺杂会通过钝化缺陷并诱导额外的陷阱中心来降低陷阱密度。这直接操纵光载流子的瞬态传输并最终影响器件的输出。太阳能电池性能的优化需要在钝化和引入俘获中心之间的竞争关系之间进行权衡。结果提供了关于掺杂浓度如何影响陷阱密度、载流子动力学、传输行为以及最终器件参数的光谱感知。它为基于钙钛矿的太阳能电池的设计和优化提供了直接的指导。

论文合作者为东南大学物理学院倪振华教授和吕俊鹏教授课题组。刘宏微教授、倪振华教授以及吕俊鹏教授为共同通讯作者。该工作受到中国国家重点研发计划、国家自然科学基金委、江苏省特聘教授、博彩论坛 “青年拔尖人才”计划等资助。

论文链接：//onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202102241