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Localized incorporation of cesium ions to improve formamidinium lead iodide layers in perovskite solar cells†
RSC Advances ( IF 3.9 ) Pub Date : 2018-07-18 00:00:00 , DOI: 10.1039/c8ra04742a Yebin Xue 1 , Jiaqi Tian 1 , Haiyue Wang 1 , Honggang Xie 1 , Shanshan Zhu 1 , Bo Zheng 1 , Chunxiao Gao 2 , Xizhe Liu 1
RSC Advances ( IF 3.9 ) Pub Date : 2018-07-18 00:00:00 , DOI: 10.1039/c8ra04742a Yebin Xue 1 , Jiaqi Tian 1 , Haiyue Wang 1 , Honggang Xie 1 , Shanshan Zhu 1 , Bo Zheng 1 , Chunxiao Gao 2 , Xizhe Liu 1
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For the perovskite solar cells with formamidinium lead iodide (FAPbI3) as a light harvester, cesium ions (Cs+) can be used to stabilize the perovskite crystal structure of FAPbI3. However, the incorporation of Cs+ ions usually reduces the grain size and degrades the crystallization of FAPbI3 layers, and this is harmful to the photovoltaic performance of solar cells. In this work, we incorporate Cs+ ions into FAPbI3 layers using the interfacial doping method, which is different from the mixed solution doping method in previous reports. Elemental analysis indicates that Cs+ dopants cannot be detected at the outer surfaces of perovskite layers, and the majority of Cs+ dopants should be localized in the vicinity of TiO2/perovskite interfaces, which is remarkably different from the distribution of Cs+ dopants in the perovskite layers prepared using the mixed solution doping method. It is found that interfacial doping method can avoid the blue shift of the light absorption edge and can improve the crystallization of FAPbI3 layers. For the optimized conditions, CsxFA1−xPbI3 solar cells prepared using the interfacial doping method achieve a power conversion efficiency (PCE) of 17.1%, which is better than the PCE of CsxFA1−xPbI3 devices prepared using the mixed solution doping method.
中文翻译：
铯离子的局部掺入以改善钙钛矿太阳能电池中的甲脒碘化铅层†
对于以甲脒碘化铅（FAPbI 3）为光收集器的钙钛矿太阳能电池，铯离子（Cs +）可用于稳定FAPbI 3的钙钛矿晶体结构。然而，Cs +离子的掺入通常会减小晶粒尺寸并降低FAPbI 3层的结晶度，这对太阳能电池的光伏性能是有害的。在这项工作中，我们使用界面掺杂方法将 Cs +离子掺入 FAPbI 3层中，这与之前报道的混合溶液掺杂方法不同。元素分析表明 Cs +在钙钛矿层的外表面无法检测到掺杂剂，并且大部分 Cs +掺杂剂应位于 TiO 2 /钙钛矿界面附近，这与使用制备的钙钛矿层中 Cs +掺杂剂的分布显着不同混合溶液掺杂法。发现界面掺杂方法可以避免光吸收边的蓝移，可以提高FAPbI 3层的结晶度。在优化条件下，采用界面掺杂法制备的 Cs x FA 1− x PbI 3太阳能电池的功率转换效率（PCE）为 17.1%，优于 Cs 的 PCEx FA 1− x PbI 3器件采用混合溶液掺杂法制备。
更新日期：2018-07-18
中文翻译：
铯离子的局部掺入以改善钙钛矿太阳能电池中的甲脒碘化铅层†
对于以甲脒碘化铅（FAPbI 3）为光收集器的钙钛矿太阳能电池，铯离子（Cs +）可用于稳定FAPbI 3的钙钛矿晶体结构。然而，Cs +离子的掺入通常会减小晶粒尺寸并降低FAPbI 3层的结晶度，这对太阳能电池的光伏性能是有害的。在这项工作中，我们使用界面掺杂方法将 Cs +离子掺入 FAPbI 3层中，这与之前报道的混合溶液掺杂方法不同。元素分析表明 Cs +在钙钛矿层的外表面无法检测到掺杂剂，并且大部分 Cs +掺杂剂应位于 TiO 2 /钙钛矿界面附近，这与使用制备的钙钛矿层中 Cs +掺杂剂的分布显着不同混合溶液掺杂法。发现界面掺杂方法可以避免光吸收边的蓝移，可以提高FAPbI 3层的结晶度。在优化条件下，采用界面掺杂法制备的 Cs x FA 1− x PbI 3太阳能电池的功率转换效率（PCE）为 17.1%，优于 Cs 的 PCEx FA 1− x PbI 3器件采用混合溶液掺杂法制备。
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