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Large-Area, Highly Uniform Evaporated Formamidinium Lead Triiodide Thin Films for Solar Cells
ACS Energy Letters ( IF 19.3 ) Pub Date : 2017-11-14 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsenergylett.7b00967 Juliane Borchert 1 , Rebecca L. Milot 1 , Jay B. Patel 1 , Christopher L. Davies 1 , Adam D. Wright 1 , Laura Martínez Maestro 1 , Henry J. Snaith 1 , Laura M. Herz 1 , Michael B. Johnston 1
ACS Energy Letters ( IF 19.3 ) Pub Date : 2017-11-14 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsenergylett.7b00967 Juliane Borchert 1 , Rebecca L. Milot 1 , Jay B. Patel 1 , Christopher L. Davies 1 , Adam D. Wright 1 , Laura Martínez Maestro 1 , Henry J. Snaith 1 , Laura M. Herz 1 , Michael B. Johnston 1
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Perovskite thin-film solar cells are one of the most promising emerging renewable energy technologies because of their potential for low-cost, large-area fabrication combined with high energy conversion efficiencies. Recently, formamidinium lead triiodide (FAPbI3) and other formamidinium (CH(NH2)2) based perovskites have been explored as interesting alternatives to methylammonium lead triiodide (MAPbI3) because they exhibit better thermal stability. However, at present a major challenge is the scale-up of perovskite solar cells from small test-cells to full solar modules. We show that coevaporation is a scalable method for the deposition of homogeneous FAPbI3 thin films over large areas. The method allows precise control over film thickness and results in highly uniform, pinhole-free layers. Our films exhibited a high charge-carrier mobility of 26 cm2 V–1s–1, excellent optical properties, and a bimolecular recombination constant of 7 × 10–11 cm3 s–1. Solar cells fabricated using these vapor-deposited layers within a regular device architecture produced stabilized power conversion efficiencies of up to 14.2%. Thus, we demonstrate that efficient FAPbI3 solar cells can be vapor-deposited, which opens up a pathway toward large-area stable perovskite photovoltaics.
中文翻译：
用于太阳能电池的大面积，高度均匀蒸发的甲Form三碘化铅薄膜
钙钛矿薄膜太阳能电池是最有前途的新兴可再生能源技术之一，因为它们具有低成本，大面积制造和高能量转换效率的潜力。最近，基于甲酰胺基三碘化铅（FAPbI 3）和其他基于甲酰胺基（CH（NH 2）2）的钙钛矿已经成为甲基铵三碘化铅（MAPbI 3）的有趣替代品，因为它们具有更好的热稳定性。然而，目前的主要挑战是钙钛矿型太阳能电池从小型测试电池到完整太阳能电池组件的规模扩大。我们表明，共蒸发是均匀FAPbI 3沉积的可扩展方法大面积薄膜。该方法可以精确控制薄膜厚度，并产生高度均匀，无针孔的层。我们的膜表现出26 cm 2 V –1 s –1的高电荷载流子迁移率，出色的光学性能和7×10 –11 cm 3 s –1的双分子复合常数。在常规设备架构中使用这些气相沉积层制造的太阳能电池可产生高达14.2％的稳定功率转换效率。因此，我们证明了高效的FAPbI 3太阳能电池可以进行气相沉积，这为通向大面积稳定的钙钛矿光伏电池开辟了道路。
更新日期：2017-11-15
中文翻译：
用于太阳能电池的大面积，高度均匀蒸发的甲Form三碘化铅薄膜
钙钛矿薄膜太阳能电池是最有前途的新兴可再生能源技术之一，因为它们具有低成本，大面积制造和高能量转换效率的潜力。最近，基于甲酰胺基三碘化铅（FAPbI 3）和其他基于甲酰胺基（CH（NH 2）2）的钙钛矿已经成为甲基铵三碘化铅（MAPbI 3）的有趣替代品，因为它们具有更好的热稳定性。然而，目前的主要挑战是钙钛矿型太阳能电池从小型测试电池到完整太阳能电池组件的规模扩大。我们表明，共蒸发是均匀FAPbI 3沉积的可扩展方法大面积薄膜。该方法可以精确控制薄膜厚度，并产生高度均匀，无针孔的层。我们的膜表现出26 cm 2 V –1 s –1的高电荷载流子迁移率，出色的光学性能和7×10 –11 cm 3 s –1的双分子复合常数。在常规设备架构中使用这些气相沉积层制造的太阳能电池可产生高达14.2％的稳定功率转换效率。因此，我们证明了高效的FAPbI 3太阳能电池可以进行气相沉积，这为通向大面积稳定的钙钛矿光伏电池开辟了道路。
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