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CsPbI3 Perovskite Quantum Dot Solar Cells with Both High Efficiency and Phase Stability Enabled by Br Doping
ACS Applied Energy Materials ( IF 5.4 ) Pub Date : 2021-06-04 , DOI: 10.1021/acsaem.1c00750 Yueli Liu 1 , Qitao Li 1 , Wenchao Zhang 1 , Zifan Yang 1 , Sijie Zhao 1 , Wen Chen 2
ACS Applied Energy Materials ( IF 5.4 ) Pub Date : 2021-06-04 , DOI: 10.1021/acsaem.1c00750 Yueli Liu 1 , Qitao Li 1 , Wenchao Zhang 1 , Zifan Yang 1 , Sijie Zhao 1 , Wen Chen 2
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All-inorganic CsPbI3 perovskite quantum dots (QDs) have attracted great attention since emerging as a new class of materials with superior light-harvesting properties and enhanced thermal stability compared to organic–inorganic hybrid perovskites. However, poor phase stability remains a bottleneck for practical applications. In the present work, CsPb(I1–xBrx)3 perovskite QDs are synthesized by Br doping to increase the tolerance factor for the improvement of phase stability, and the balance between the stability of solar cells and the power conversion efficiency (PCE) is considered by adjusting the Br doping content. It is found that the phase stability of CsPb(I1–xBrx)3 QDs is much improved, while their band gap increases from 1.77 to 1.89 eV when the Br doping content increases from 0 to 30%. CsPbI2.4Br0.6 QD-based perovskite solar cells (PSCs) achieve a proper balance between high PCE and stability; the PCE is 12.31%, approaching that of the CsPbI3-based PSCs (14.13%), and may retain 87% of the initial efficiency after 15 days of storage in ambient air.
中文翻译：
CsPbI3 钙钛矿量子点太阳能电池通过 Br 掺杂实现高效和相稳定性
与有机-无机杂化钙钛矿相比，全无机 CsPbI 3钙钛矿量子点（QD）作为一类具有优异的光捕获性能和增强的热稳定性的新型材料而备受关注。然而，较差的相位稳定性仍然是实际应用的瓶颈。在目前的工作中，通过 Br 掺杂合成CsPb(I 1– x Br x ) 3钙钛矿 QDs 以增加容差因子以提高相位稳定性，以及太阳能电池稳定性和功率转换效率 (PCE) 之间的平衡) 是通过调整 Br 掺杂量来考虑的。发现 CsPb(I 1– x Br x) 3 QDs 得到很大改善，而当 Br 掺杂量从 0 增加到 30% 时，它们的带隙从 1.77 eV 增加到 1.89 eV。CsPbI 2.4 Br 0.6 QD 钙钛矿太阳能电池 (PSC) 在高 PCE 和稳定性之间实现了适当的平衡；PCE 为 12.31%，接近基于CsPbI 3的 PSC (14.13%)，并且在环境空气中储存 15 天后可保持初始效率的 87%。
更新日期：2021-07-26
中文翻译：
CsPbI3 钙钛矿量子点太阳能电池通过 Br 掺杂实现高效和相稳定性
与有机-无机杂化钙钛矿相比，全无机 CsPbI 3钙钛矿量子点（QD）作为一类具有优异的光捕获性能和增强的热稳定性的新型材料而备受关注。然而，较差的相位稳定性仍然是实际应用的瓶颈。在目前的工作中，通过 Br 掺杂合成CsPb(I 1– x Br x ) 3钙钛矿 QDs 以增加容差因子以提高相位稳定性，以及太阳能电池稳定性和功率转换效率 (PCE) 之间的平衡) 是通过调整 Br 掺杂量来考虑的。发现 CsPb(I 1– x Br x) 3 QDs 得到很大改善，而当 Br 掺杂量从 0 增加到 30% 时，它们的带隙从 1.77 eV 增加到 1.89 eV。CsPbI 2.4 Br 0.6 QD 钙钛矿太阳能电池 (PSC) 在高 PCE 和稳定性之间实现了适当的平衡；PCE 为 12.31%，接近基于CsPbI 3的 PSC (14.13%)，并且在环境空气中储存 15 天后可保持初始效率的 87%。
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