雙添加劑處理電子傳輸層富勒烯衍生物[6,6]-苯基-C61丁酸甲酯對鈣鈦礦太陽能電池性能的影響?

劉毅 徐征趙謖玲 喬泊 李楊 秦梓倫 朱友勤

(北京交通大學,發光與光信息技術教育部重點實驗室,北京 100044)

(北京交通大學光電子技術研究所,北京 100044)

雙添加劑處理電子傳輸層富勒烯衍生物[6,6]-苯基-C61丁酸甲酯對鈣鈦礦太陽能電池性能的影響?

劉毅 徐征?趙謖玲 喬泊 李楊 秦梓倫 朱友勤

(北京交通大學,發光與光信息技術教育部重點實驗室,北京 100044)

(北京交通大學光電子技術研究所,北京 100044)

有機無機復合鈣鈦礦材料被證明是非常出色的光伏材料,目前主要通過優化鈣鈦礦材料的結晶和形貌來提高鈣鈦礦太陽能電池的效率.而對于電荷傳輸層,特別是p-i-n結構中電子傳輸層的研究相對較少.因此,本文制備了結構為ITO/PEDOT:PSS/CH3NH3PbI3/PCBM/Al的鈣鈦礦太陽能電池通過在電子傳輸層富勒烯衍生物[6,6]-苯基-C61丁酸甲酯(PCBM)中添加聚苯乙烯(PS)和1,8-二碘辛烷(DIO)使得鈣鈦礦太陽能電池的光電轉換效率從10.8%提升到了12.5%.分析了性能提高的原因主要是:1)添加劑PS的加入提升了PCBM的黏度,從而形成了質量更高、更平滑的膜層,這有利于抑制電子和空穴在鈣鈦礦層和電子傳輸層之間的復合;2)添加劑DIO的加入改善了電子傳輸層的形貌,有利于電荷的分離、傳輸和收集.研究結果表明用成本較低的添加劑處理可以改善電子傳輸層的形貌和膜層的質量達到了改善電荷傳輸特性的效果提升了鈣鈦礦太陽能電池的效率為提升鈣鈦礦太陽能電池性能提供了一條可行的路徑.

鈣鈦礦太陽能電池,電子傳輸層,添加劑,電荷傳輸特性

1 引言

有機無機復合金屬鹵化物鈣鈦礦材料因其優越的光學和電學特性,如高吸收系數[1]、高載流子遷移率[2]、長的載流子復合壽命[3]、合適的禁帶寬度[4]、容易制備等,近些年來受到越來越多的關注[5?7].受益于這些優良的特性,鈣鈦礦光伏器件的光電轉換效率(PCE)在不到五年的發展時間里從3.8%[8]大幅度提升到22.1%[9],具有很大的商業化潛力.常規的鈣鈦礦太陽能電池是鈣鈦礦吸收層在電子傳輸層和空穴傳輸層之間的一種,三明治形式的平面異質結結構的電池[10,11].為了提高鈣鈦礦吸收層的性能,科學家們合成了很多新的鈣鈦礦材料,并廣泛應用了不同的沉積方法,也應用了如熱退火、溶劑退火、溶劑選擇等技術和參數來改善鈣鈦礦層的形貌[12?14].除了鈣鈦礦層,電子傳輸層如應用非常廣泛的富勒烯衍生物[6,6]-苯基-C61丁酸甲酯(PCBM)層的形貌也起著非常重要的作用,因為其與電荷解離和電子傳輸有緊密的關系[15,16],而當前鈣鈦礦光伏器件中對電子傳輸層PCBM的研究較少,一般只有熱退火、溶劑退火、單添加劑處理[17,18]的報道.在使用溶劑退火方法的參考文獻中,對PCBM層進行熱退火過程中加入鄰二氯苯(DCB)的溶劑氛圍,使得PCBM分子排列得更加有序,得到了較好改善電子傳輸層的效果,并且電池性能得到了提升.在使用添加劑處理方法的參考文獻中,通過在電子傳輸層PCBM中加入單添加劑1,8-二碘辛烷(DIO),提高膜層質量和形貌來改善電子傳輸層,也得到了一定的效果.提升電子傳輸能力是得到高性能鈣鈦礦太陽能電池的一個非常重要的因素,所以本文通過改善電子傳輸層PCBM來提供一個簡便有效的方法以補充前人的工作,得到更好的效率.

在聚合物太陽能電池中,聚苯乙烯(PS)和DIO常被用作溶劑添加劑來改善聚合物電池中活性層的形貌[19],其中PS作為添加劑可以提升PCBM溶液的黏度,而DIO能很好地溶解PCBM并且沸點較高,二者共同作用均有利于提升PCBM的結晶質量,提高其電子傳輸性能.本文將PS和DIO作為添加劑,同時添加到鈣鈦礦電池電子傳輸層PCBM中.試驗結果表明,通過雙添加劑處理,不僅提高了PCBM膜層的質量,改善了形貌,并且還提高了電子傳輸性能,降低了電子和空穴在電子傳輸層中的復合,PCBM薄膜質量和電子傳輸性能的改善使得鈣鈦礦太陽能電池的光電轉化效率從基礎器件的10.8%提升到了12.5%.短路電流的明顯提升是提升器件效率的關鍵因素,同時開路電壓和填充因子也有提升.

2 實驗材料與方法

CH3NH3I和PbI2購自西安寶萊特光電科技有限公司,PCBM購自Nano-C.鈣鈦礦前驅液由CH3NH3I和PbI2按照1:1的摩爾比混合后溶解在γ-丁內酯(GBL)和二甲基亞楓(DMSO)的混合溶劑中,比如將1.2 mol CH3NH3I和1.2 mol PbI2混合后溶解在1 mL GBL:DMSO(7:3)的混合溶劑中.然后60?C攪拌12 h.PCBM溶解在氯苯(CB)中,濃度為30 mg/mL,常溫攪拌12 h.

器件結構如圖1(a)所示,我們使用的是商用鍍有銦錫氧化物半導體透明導電膜(ITO)的透明玻璃基片ITO已經刻蝕成條狀導電ITO的方塊電阻為10 ?/sq.使用前首先對ITO襯底進行清洗利用玻璃清洗液、去離子水、酒精順序清洗ITO導電玻璃然后氮氣吹干ITO導電玻璃并在紫外臭氧環境下處理7 min以清潔ITO表面殘留的有機物同時提高ITO的功函數[20]這樣有利于減小ITO和有機層之間的空穴注入勢壘.然后利用勻膠凝膠機在處理后的ITO表面旋涂PEDOT:PSS,旋涂轉速為4000 r/min,時間為40 s.將涂有PEDOT:PSS的基片放入加熱平臺上在12?C溫度下退火2 min后送入手套箱備用.鈣鈦礦層旋涂按照文獻[21]報道的方法,一共旋涂80 s,前20 s旋涂轉速為1500 r/m,后60 s旋涂轉速為4000 r/min,這兩個不同轉速的旋涂過程是連續的.并使用CB作為不良溶劑進行沖洗,旋涂后100?C退火5 min.然后旋涂不同的PCBM薄膜(轉速2000 r/min,時間60 s),40?C退火2 min后,采用真空鍍膜機蒸鍍80 nm金屬鋁電極,器件的有效面積為0.04 cm2.

光電流密度-電壓(J-V)性能測試是在太陽能模擬器輸出光為標準AM1.5光的光譜、光強為100 mW/cm2、測試環境為室溫的大氣環境下,通過Keithley 4200半導體測試系統進行測量.在掃描速度為0.1 V/s,掃描電壓范圍?0.5—1.5 V的條件下,測試I-V的函數關系.由于電流和太陽能電池面積A成正比,所以用電流密度J(J=I/A)取代電流I來描述伏安特性.J-V特性曲線可以直接反映器件的短路電流和開路電壓,同時可以通過計算得到器件的填充因子以及光電轉換效率.

圖1 (a)ITO/PEDTO:PSS/CH3NH3PbI3/PCBM/Al鈣鈦礦太陽能電池器件結構圖;(b)對應每層的相關能級圖Fig.1.(a)Device schematic of the typical perovskite solar cell with ITO/PEDTO:PSS/CH3NH3PbI3/PCBM/Al structure;(b)related energy levels of each layer.

3 實驗結果與分析

從圖1(b)能級圖中可以看出,鈣鈦礦層的導帶底和PCBM層的最低未占有分子軌道(LUMO)之間只有很小的能極差,PEDOT:PSS的功函數和鈣鈦礦層CH3NH3PbI3的價帶頂也非常接近,空穴傳輸層與電子傳輸層的能級和鈣鈦礦層的能級相當匹配,這對減少開路電壓的損失是很重要的,并且加入添加劑的PCBM層的能級不會發生變化[22].

器件的J-V性能測試是在AM1.5光照下進行的,圖2(a)為測試的鈣鈦礦J-V圖,表1為器件的詳細參數,樣本數為8個.基于無添加劑處理PCBM的基礎器件只能得到10.83%光電轉換效率,短路電流密度(Jsc)為15.41 mA/cm2,開路電壓(Voc)為0.97 V,填充因子(FF)為0.72,串聯電阻(Rs)為3.617 ?·cm2.單獨加入PS后,開路電壓提高到1.01 V,短路電流基本沒有變化,串聯電阻減小為2.883 ?·cm2;單獨加入DIO后,開路電壓提高到1.01 V,短路電流提高到16.32 mA/cm2,串聯電阻減小為2.883 ?·cm2;當加入雙添加劑PS和DIO之后,相比于沒有摻雜的器件,開路電壓提高到1.00 V,短路電流提升到16.39 mA/cm2,同時FF提升到0.77,串聯電阻減小為2.025 ?·cm2,比單添加劑表現出更好的效果,效率的提升主要歸功于Jsc和FF的增加,外量子效率(EQE)如圖2(b)所示,添加劑處理之后也有明顯的提升.

圖2 (網刊彩色)(a)不同PCBM層的J-V圖;(b)EQE圖Fig.2.(color online)(a)Current density-voltage curves and(b)external quantum efficiency(EQE)spectra of the devices processed from PCBM solutions with di ff erent additives.

表1 器件參數Table 1.Parameters for devices processed from PCBM solutions without and with di ff erent additives.

由前人的工作可知,PS作為添加劑可以提升PCBM溶液的黏度,可以改善膜層質量,而高質量的電子傳輸層可以減少由于缺陷所引起的電荷復合,這將有利于提升電池器件的開路電壓.DIO是最常見的添加劑,能很好地溶解PCBM,另外DIO的沸點為333?C,高于主體溶劑氯苯的沸點132?C,所以在PCBM結晶過程中揮發的緩慢,有利于提升PCBM的結晶質量,形成質量更高、表面更平滑的膜層,進而提高其電子傳輸性能.為了證明器件性能的提升是由于PCBM電子傳輸層性能的改善,我們進行了以下系列實驗.首先測試了基于不同CH3NH3PbI3/PCBM(不同添加劑處理)層的吸收光譜,如圖3(a)所示.可以看出,PCBM中加入添加劑對膜層的光吸收幾乎沒有影響,由此可知,器件性能的提升或者EQE的提升不是因為器件對光吸收的增強,可能是因為通過添加劑處理改善了PCBM薄膜質量,提升了PCBM層的電子傳輸性能,增強了電子從鈣鈦礦層到PCBM層的注入能力.這需要進一步驗證.

圖3 (網刊彩色)(a)基于不同PCBM層(加入不同添加劑)的薄膜吸收光譜圖;(b)基于ITO/CH3NH3PbI3/PCBM(不同添加劑處理)的時間分辨發光衰減曲線Fig.3.(color online)(a)UV-vis spectra of the CH3NH3PbI3/PCBM layers,the PCBM layers were processed from PCBM without and with di ff erent additives;(b)time-resolved photoluminescent decay curves of ITO/CH3NH3PbI3/PCBM(with di ff erent additives).

表2 基于ITO/CH3NH3PbI3/PCBM(不同添加劑處理)的時間分辨發光衰減測試結果參數Table 2.Parameters for time-resolved photoluminescent decay curves of ITO/CH3NH3PbI3/PCBM(with di ff erent additives).

為了對比不同器件中自由電荷的傳輸性能,我們測試了在PCBM中加入不同添加劑后的ITO/CH3NH3PbI3/PCBM薄膜的發光衰減曲線(熒光壽命),如圖3(b)所示,激發波長為480 nm,探測波長為760 nm,對應鈣鈦礦層的發光.對發光衰減曲線(熒光壽命)采用三指數擬合,擬合計算公式為:

式中I為熒光強度,I0為初始熒光強度,Bi為前指數因子,τi為特性壽命,擬合計算結果如表2所列.對于具有多個指數項的模型,定義了平均壽命τ[23],不同的樣品用平均壽命來進行對比更加科學.計算平均壽命[23]的公式為

計算得ITO/CH3NH3PbI3/PCBM(pure),ITO/CH3NH3PbI3/PCBM(with DIO)和ITO/CH3-NH3PbI3/PCBM(with PS&DIO)的平均熒光壽命分別約為5.13,4.45和3.19 ns.可見熒光壽命越來越短,這說明光照形成的激子在鈣鈦礦層和PCBM層之間解離得越來越快,解離后的電子和空穴能很快分離,并且電子沒有在二者界面上累積.這說明電子傳輸層傳輸電子的性能隨著添加劑的加入變好,尤其是雙添加劑處理后的樣品,性能最佳,表明雙添加劑處理PCBM會提升器件的電子傳輸性能.

加入添加劑后,PCBM膜層的表面形貌也得到了改善,圖4所示為旋涂到CH3NH3PbI3上不同PCBM膜層的10μm×10μm原子力顯微鏡(AFM)形貌圖.通過對比發現,無添加劑處理的PCBM膜層粗糙度為1.270 nm,添加劑PS處理的PCBM膜層粗糙度為0.975 nm,添加劑DIO處理的PCBM膜層粗糙度為0.990 nm,雙添加劑處理的PCBM膜層粗糙度為0.806 nm.由此可得出結論,雙添加劑處理的PCBM膜層表現出了最小的粗糙度,膜層質量最好.加入添加劑PS后之所以可以提升PCBM膜層質量是因為大分子量的PS提升了PCBM的黏度,從而形成了更高質量、更平滑的膜層.DIO的沸點(333?C)比溶劑CB的沸點(132?C)要高得多,在溶劑揮發的過程中揮發得更加緩慢,使得PCBM結晶得更加緩慢,有利于結晶.雙添加劑處理綜合了兩者的優點,可以得到最好的膜層質量.粗糙度的降低能夠很好地證明PCBM層的形貌得到了很好的改善.另外，由于PCBM膜層的表面更光滑,使得PCBM層與鈣鈦礦層和鋁電極的接觸更加良好[16].由表1可見串聯電阻Rs越來越小,而這對電荷的分離和收集是非常有利的,此即為EQE(或者Jsc)提升的主要原因.PCBM膜層形貌的改善和降低串聯電阻Rs是正相關的,反過來會提升FF[24].

圖4 (網刊彩色)不同添加劑處理的器件AFM高度圖(a)無添加劑處理;(b)添加劑PS處理;(c)添加劑DIO處理;(d)添加PS和DIOFig.4.(color online)AFM height images of PCBM layers were processed from PCBM:(a)Without additives;(b)with PS;(c)with DIO;(d)with PS and DIO.

鈣鈦礦光伏器件中的回滯現象的一個主要原因是鈣鈦礦層和電荷傳輸層之間界面處存在很強的電荷復合,而電荷復合是因為晶界和缺陷導致的,這一直是鈣鈦礦太陽能電池的一個主要問題[25].已有很多有關PEDOT:PSS/perovskite/PCBM這種反型平面異質結結構的太陽能電池能大大減小回滯現象的報道[26,27].其中能降低回滯現象的一個可行的方法是熱鈍化,就是鈣鈦礦層經過長時間高溫退火,然后將小分子的PCBM旋涂到鈣鈦礦表面的缺陷態上消除光電流回滯現象[4?8].表面鈍化是另一種可以降低表面缺陷和抑制鈣鈦礦層的電荷復合的方式[28,29].目前大部分研究主要集中在通過去除缺陷和生長更大晶粒尺寸的鈣鈦礦來提升鈣鈦礦層的膜層質量.而本文工作通過改善電子傳輸層PCBM,改善了器件的回滯現象.圖5(a)—圖5(d)分別為基于無添加劑、添加劑PS處理,添加劑DIO處理和雙添加劑處理的PCBM層的不同鈣鈦礦太陽電池的J-V曲線圖,可以看出,添加劑處理后的器件都表現出了可以忽視的回滯現象.沒有經過添加劑處理的器件正掃和反掃的光電轉化效率分別為1.8%和1.3%,而經過雙添加劑處理的器件,正掃和反掃的光電轉化效率分別為12.59%和12.56%.因此,我們的工作使回滯現象大大降低甚至消除.電子和空穴傳輸的平衡是降低回滯現象非常重要的條件,這也進一步說明所制備的器件中添加劑對電子傳輸性能的改善,尤其是雙添加劑處理后的電子傳輸層PCBM更能有效地提升器件的效率.

4 結論

本文通過試驗成功地證明了經過雙添加劑PS和DIO處理電子傳輸層PCBM,可以明顯提升鈣鈦礦太陽能電池的光電轉化效率,從10.8%提升到了12.5%,并且大大降低了回滯現象.器件效率的提升主要是由于電子傳輸層性能和形貌的改善,使短路電流和填充因子得到了明顯的提升.通過吸收光譜的測試,發現不同器件的光譜并沒有變化,這說明器件短路電流的增大不是由于吸收光的增強,并且可以得出雙添加劑處理PCBM層對鈣鈦礦層沒有產生影響的結論.時間分辨發光衰減曲線測試結果表明,雙添加劑處理后的樣品熒光壽命最短,這就說明激子在鈣鈦礦層和PCBM層之間解離后的自由電荷沒有在二者界面上累積,說明電子傳輸層的性能得到了很大的改善.同時,經過雙添加處理的PCBM膜層的形貌也得到了改善,這些是鈣鈦礦太陽能電池性能得到優化的主要原因.同時本文提供了一個簡單有效的提升器件效率并且能夠抑制回滯現象的方法.結合我們處理電子傳輸層的方法和最新改善鈣鈦礦太陽能電池其他的手段,進一步改善鈣鈦礦太陽能器件的性能是非常可能的.

[1]Xiao Z G,Dong Q F,Bi C,Shao Y C,Yuan Y B,Huang J S 2014 Adv.Mater.26 6503

[2]Takahashi Y,Hasegawa H,Takahashi Y,Inabe T 2013 J.Solid State Chem.205 39

[3]Wehrenfennig C,Eperon G E,Johnston M B,Snaith H J,Herz L M 2014 Adv.Mater.26 1584

[4]Snaith H J 2013 J.Phys.Chem.Lett.4 3623

[5]Green M A,Ho-Baillie A,Snaith H J 2014 Nat.Photon.8 506

[6]Kazim S,Nazeeruddin M K,Gratzel M,Ahmad S 2014 Angew.Chem.Int.Ed.53 2812

[7]Lee M M,Teuscher J,Miyasaka T,Murakami T N,Snaith H J 2012 Science 338 643

[8]Kojima A,Teshima K,Shirai Y,Miyasaka T 2009 J.Am.Chem.Soc.131 6050

[9]http://www.nrel.gov/ncpv/images/efficiency_chart.jpg[2016-9-1]

[10]You J,Hong Z,Yang Y M,Chen Q,Cai M,Song T B,Chen C C,Lu S,Liu Y,Zhou H,Yang Y 2014ACS.Nano 8 1674

[11]Chen Q,Zhou H,Song T B,Luo S,Hong Z,Duan H S,Dou L,Liu Y,Yang Y 2014 Nano Lett.14 4158

[12]You J,Yang Y M,Hong Z,Song T B,Meng L,Liu Y,Jiang C,Zhou H,Chang W H,Li G,Yang Y 2014 Appl.Phys.Lett.105 183902

[13]Liang P W,Liao C Y,Chueh C C,Zuo F,Williams S T,Xin X K,Lin J,Jen A K 2014 Adv.Mater.26 3748

[14]Jeon N J,Noh J H,Kim Y C,Yang W S,Ryu S,Seok S I 2014 Nat.Mater.13 897

[15]Jeng J Y,Chiang Y F,Lee M H,Peng S R,Guo T F,Chen P,Wen T C 2013 Adv.Mater.25 3727

[16]Seo J,Park S,Kim Y C,Jeon N J,Noh J H,Yoon S C,Seok S I 2014 Energy Environ.Sci.7 2642

[17]Shao Y C,Yuan Y B,Huang J S 2016 Nature Energy 1 15001

[18]Liu Z H,Lee E C 2015 Organic Electronics.Lett.24 101

[19]Huang Y,Wen W,Mukherjee S,Ade H,Kramer E J,Bazan G C 2014 Adv.Mater.26 4168

[20]Wu C C,Wu C I,Sturm J C,Kahn A 1997 Appl.Phys.Lett.70 1348

[21]Seo J,Park S,Kim Y C,Jeon N J,Noh J H,Yoon S C,Seok S I 2014 Energy&Environmental Science 7 2642

[22]Bai Y,Yu H,Zhu Z L,Jiang K,Zhang T,Zhao N,Yang S H,Yan H 2015 Journal of Materials Chemistry A:Sci.3 9098

[23]Lakowicz L R 1999 Principles of Fluorescence Spectroscopy(New York:Kluwert Academic/Plenum Pyblishers)

[24]Kumar A,Li G,Hong Z,Yang Y 2009 Nanotechnology 20 165202

[25]Nie W Y,Tsai H H,Asadpour R,Blancon J C,Neukirch A J,Gupta G,Crochet J J,Chhowalla M,Tretiak S,Alam M A,Wang H L,Mohite A D 2015 Science 347 522

[26]Xie F X,Zhang D,Su H,Ren X,Wong K S,Gr?tzel M,Choy W C H 2015 ACS Nano 9 639

[27]Bi C,Wang Q,Shao Y C,Yuan Y B,Xiao Z G,Huang J S 2015 Nat.Commun.6 7747

[28]Wojciechowski K,Stranks S D,Abate A,Sadoughi G,Sadhanala A,Kopidakis N,Rumbles G,Li C Z,Friend R H,Jen A K Y,Snaith H J 2014 ACS Nano 8 12701

[29]Zuo L,Gu Z,Ye T,Fu W,Wu G,Li H,Chen H 2015 J.Am.Chem.Soc.137 2674

PACS:88.40.H–,73.50.Pz,72.80.Rj,73.40.–cDOI:10.7498/aps.66.118801

In fl uence of phenyl-C61-butyric acid methyl ester(PCBM)electron transport layer treated by two additives on perovskite solar cell performance?

Liu YiXu Zheng?Zhao Su-LingQiao BoLi Yang Qin Zi-LunZhu You-Qin
(Key Laboratory of Luminescence and Optical Information,Ministry of Education,Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China)
(Institute of Optoelectronics Technology,Beijing Jiaotong University Beijing 100044,China)

8 October 2016;revised manuscript

13 March 2017)

The organic-inorganic metal halide perovskite materials have excellent optical and electrical properties such as high absorption coefficient,high carrier mobility,long carrier lifetime,tunable bandgap,facile fabrication process,etc.Owing to the above excellent properties,the power conversion efficiency(PCE)of perovskite solar cells(PSCs)has increased signi fi cantly from 3.8%to 22.1%in the last few years.The PSCs have attracted intensive interest in recent years and show great commercial potential.Previous approaches to increasing the PCE of PSCs have focused on the optimization of the morphology of perovskite fi lm.However,there are relatively few studies on the electron transport layer(ETL)in the typical p-i-n sandwiched structure.In this work,the PCE of PSCs with device structure of ITO/PEDTO:PSS/CH3NH3PbI3/PCBM/Al is improved from 10.8%to 12.5%by using polystyrene(PS)and 1,8-diiodooctane(DIO)as binary additives during the deposition of phenyl-C61-butyric acid methyl ester(PCBM)layer.With the addition of PS,a highly smooth and uniform PCBM ETL is formed due to the increase of viscosity.The morphologies of the PCBM fi lms prepared with and without PS are analyzed using an atomic force microscope in the tapping mode.The root-mean-square surface roughness decreases from 1.270 to 0.975 nm with the addition of PS increasing,which is more e ff ective in preventing electron and hole from recombining at the interface between the perovskite layer and the top electrode.Addition of DIO improves the morphology of PCBM,which plays an important role in charge dissociation,charge transportation,and charge collection.From the time-resolved photoluminescence decay curves of ITO/CH3NH3PbI3/PCBM(with di ff erent additives),it is clear to conclude that the exciton dissociation between the perovskite layer and PCBM layer is faster and faster.Electrons and holes can be quickly separated,indicating that charge transport performances of electron transport layer with the addition DIO turn better.The addition of two additives is a simple and low-cost approach to improving the morphology of the electron transport layer,which provides a path-to the further improvement of the performance of p-i-n PSCs.

perovskite solar cells,electron transport layer,additive,the properties of charge transport

10.7498/aps.66.118801

?國家自然科學基金(批準號:61575019,51272022,11474018)、教育部博士點基金(批準號:20130009130001)、國家重點研發計劃(批準號:2016YFB0401302)和中央高校基本科研業務費(批準號:2016JBM066)資助的課題.

?通信作者.E-mail:zhengxu@bjtu.edu.cn

?2017中國物理學會Chinese Physical Society

http://wulixb.iphy.ac.cn

*Project supported by the National Natural Science Foundation of China(Grant Nos.61575019,51272022,11474018),the Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China(Grant No.20130009130001),the National Key R&D Program,China(Grant No.2016YFB0401302),and the Fundamental Research Fund for the Central Universities,China(Grant No.2016JBM066).

?Corresponding author.E-mail:zhengxu@bjtu.edu.cn