廣泛用于鈣鈦礦光伏材料的前驅(qū)體配方以及有機合成和晶體生長等領(lǐng)域。它有助于提高鈣鈦礦薄膜的晶體質(zhì)量和穩(wěn)定性,從而增強光伏性能。
帶隙調(diào)控精準:溴離子(Br?)半徑小于碘離子(I?),引入鈣鈦礦晶格后可縮小晶胞參數(shù),使帶隙寬度從純碘鈣鈦礦(如 MAPbI?,1.55 eV)精準調(diào)節(jié)至 1.6 - 2.3 eV,覆蓋可見光至近紫外波段,適配不同光電場景需求。例如,制備 MAPb (I???Br?)?系列鈣鈦礦,當 x=0.2 時,鈣鈦礦帶隙從 1.55 eV 提升至 1.68 eV,可見光區(qū)(400 - 700 nm)光吸收效率保留 92%,基于該材料的 PSC 開路電壓從 0.95 V 提升至 1.08 V,光電轉(zhuǎn)換效率達 23.5%。
缺陷鈍化效果好:鈣鈦礦薄膜表面與晶界的缺陷(如 Pb2?空位、碘空位)是導(dǎo)致載流子非輻射復(fù)合的主要原因,MABr 可通過 Br?與缺陷位點結(jié)合實現(xiàn)鈍化。在 FAPbI?鈣鈦礦薄膜制備中加入 5% MABr,X 射線光電子能譜檢測顯示,Pb2?缺陷峰強度降低 62%,Br?成功與表面未配位 Pb2?結(jié)合形成穩(wěn)定 Pb - Br 鍵?;阝g化后薄膜的 PSC,短路電流密度從 25.8 mA/cm2 提升至 27.2 mA/cm2,填充因子從 78% 升至 82%,光電轉(zhuǎn)換效率從 22.1% 提升至 24.3%,在空氣環(huán)境(濕度 50%)儲存 400 小時后,效率保留率達 87%。
高純度與低雜質(zhì):工業(yè)級 MABr 純度可達 99.9% 以上,Br?含量偏差<0.3%,無重金屬(Pb、Cd)與堿金屬(Na、K)雜質(zhì),避免雜質(zhì)離子破壞鈣鈦礦晶格完整性,減少載流子復(fù)合中心,有利于提高鈣鈦礦材料的性能和穩(wěn)定性。
優(yōu)異的溶解與兼容性:MABr 在 N,N - 二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亞砜(DMSO)等常用鈣鈦礦溶劑中溶解度>400 mg/mL,可與甲胺碘(MAI)、甲脒碘(FAI)等前驅(qū)體任意比例混合,形成均一前驅(qū)體溶液,適配不同組分鈣鈦礦的制備。
助力疊層電池研發(fā):疊層太陽能電池(如鈣鈦礦 / 硅疊層)需寬禁帶鈣鈦礦作為頂電池,MABr 是制備高效寬禁帶鈣鈦礦的關(guān)鍵前驅(qū)體。以 MABr、銫溴(CsBr)為混合陽離子源,可制備 Cs?.?MA?.?Pb (I?.?Br?.?)?寬禁帶鈣鈦礦,其帶隙穩(wěn)定在 1.85 eV,薄膜結(jié)晶度達 95% 以上,載流子壽命從 150 ns 延長至 280 ns。將其作為頂電池與硅底電池結(jié)合,疊層電池總光電轉(zhuǎn)換效率達 29.1%,且在 85℃高溫測試中,1000 小時效率衰減率僅 12%。
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