在鈣鈦礦薄膜的制備過程中,通常被用作前驅(qū)體材料。它作為甲銨陽離子(CH3NH3+)和碘陰離子(I-)的來源,而這兩種離子是形成鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)所必需的。甲基碘化胺是一種基于有機(jī)鹵化物的鈣鈦礦材料,可用于制造高性能有機(jī)太陽能電池。
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高純度與低干擾:工業(yè)級甲基碘化胺純度可達(dá) 99.9% 以上,I?含量偏差<0.3%,且無重金屬(如 Pb、Cd)與堿金屬(如 Na、K)雜質(zhì)。這避免了雜質(zhì)離子引入載流子復(fù)合中心,能夠保障鈣鈦礦晶格的完整性,有利于提高鈣鈦礦材料的性能和穩(wěn)定性。
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優(yōu)異的溶解與反應(yīng)性:甲基碘化胺在 N,N - 二甲基甲酰胺(DMF)、γ- 丁內(nèi)酯(GBL)等常用鈣鈦礦溶劑中溶解度>600 mg/mL。它與 PbI?混合后可快速反應(yīng)生成 MAPbI?鈣鈦礦,退火溫度僅需 100~150℃,降低了制備能耗,同時也有利于制備過程的控制和大規(guī)模生產(chǎn)。
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構(gòu)建窄帶隙的能力:碘離子(I?)半徑較大,甲基碘化胺作為甲胺陽離子(MA?)與 I?的核心載體,與 Pb2?形成的鈣鈦礦(如 MAPbI?)帶隙寬度低至 1.55 eV,可高效吸收可見光區(qū)(400~800 nm)光線,光吸收系數(shù)達(dá) 10? cm?1,為高短路電流密度(Jsc)器件奠定了基礎(chǔ),有助于提高鈣鈦礦太陽能電池等器件的光電轉(zhuǎn)換效率。
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可用于制備混合陽離子鈣鈦礦:純 MAPbI?鈣鈦礦存在熱穩(wěn)定性差的問題,而甲基碘化胺可與甲脒碘(FAI)、銫碘(CsI)復(fù)配,制備混合陽離子鈣鈦礦,從而兼顧效率與穩(wěn)定性。例如,以 “甲胺碘:甲脒碘:銫碘 = 0.2:0.6:0.2” 為陽離子源制備的 Cs?.?MA?.?FA?.?PbI?混合鈣鈦礦,帶隙寬度為 1.52 eV,熱分解溫度提升至 220℃,載流子壽命達(dá) 500 ns,基于該材料的 PSC,PCE 達(dá) 23.2%,在 85℃高溫、相對濕度 60% 的環(huán)境下儲存 500 小時,效率保留率達(dá) 88%。
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