电池稳定性测试
器件的表征测试结果如图4所示。a是稳定性测试结果,电池均是未封装的状态,保存在70%相对湿度的黑暗环境下,常规电池在50小时后便已经没有效率输出,而引入PEG掺杂的电池在经历300小时后仍有10%左右的效率输出。b图是钙钛矿薄膜喷水过程的实时照片,未掺杂的薄膜遇水分解成黄色PbI2后无法复原,而掺入PEG的薄膜一段时间后能自修复成原先形貌。c、d、e是喷水前后过程电池性能及薄膜质量的表征,经历过一段时间的自修复后,无论是薄膜本身还是器件性能,均恢复到甚至超越了喷水前的水平。
作者认为,PEG与MAI通过氢键形式有着强烈的相互作用,如下图a所示。b图的核磁共振谱证实了PEG中的氧与MA+间存在氢键相互作用。当钙钛矿遇水后,分解成了PbI2和MAI-H2O,此时PEG起到了对MAI的固定作用,随着H2O的挥发,MAI仍然留在薄膜体内,并重新与PbI2反应形成钙钛矿。
PEG作用总结:
1、 类似Al2O3骨架功能。
2、 提高钙钛矿的表面形貌。
3、 降低结晶速率,提高晶体质量。
4、 固定MAI分子,提高钙钛矿薄膜稳定性。