We demonstrate the flexible and facile use of porous PbI2 layers to fabricate high quality perovskite films with a dense surface and without residual PbI2. PbI2 precursor solutions by adding polystyrene pore-forming agents are first spin-coated to fabricate the wet film. A porous PbI2 layer is formed by washing off polystyrene using organic solvents. The porous PbI2 layer not only serves as a channel for transporting the CH3NH3I solution but also offers extremely enlarged contact areas, facilitating interfacial reaction with CH3NH3I. Shiny smooth perovskite films with excellent electronic quality and solar cells with an efficiency up to 17% are obtained.
References
1.
K. G.
Lim
, H. B.
Kim
, J.
Jeong
, H.
Kim
, J. Y.
Kim
, and T. W.
Lee
, Adv. Mater.
26
(37
), 6461
(2014
);
[PubMed]
K. G.
Lim
, S.
Ahn
, Y. H.
Kim
, Y. B.
Qi
, and T. W.
Lee
, Energy Environ. Sci.
9
(3
), 932
(2016
).2.
J.
Burschka
, N.
Pellet
, S. J.
Moon
, R.
Humphry-Baker
, P.
Gao
, M. K.
Nazeeruddin
, and M.
Gratzel
, Nature
499
(7458
), 316
(2013
).3.
N. J.
Jeon
, J. H.
Noh
, Y. C.
Kim
, W. S.
Yang
, S.
Ryu
, and S. I.
Seol
, Nat. Mater.
13
(9
), 897
(2014
).4.
M. M.
Lee
, J.
Teuscher
, T.
Miyasaka
, T. N.
Murakami
, and H. J.
Snaith
, Science
338
(6107
), 643
(2012
);
[PubMed]
J. B.
You
, Z. R.
Hong
, Y.
Yang
, Q.
Chen
, M.
Cai
, T. B.
Song
, C. C.
Chen
, S. R.
Lu
, Y. S.
Liu
, H. P.
Zhou
, and Y.
Yang
, ACS Nano
8
(2
), 1674
(2014
);
[PubMed]
S.
Ahn
, S. H.
Jeong
, T. H.
Han
, and T. W.
Lee
, Adv. Opt. Mater.
5
(3
), 1600512
(2017
);K. G.
Lim
, S.
Ahn
, H.
Kim
, M. R.
Choi
, D. H.
Huh
, and T. W.
Lee
, Adv. Mater. Interfaces
3
(9
), 1500678
(2016
).5.
Q.
Chen
, H. P.
Zhou
, Z. R.
Hong
, S.
Luo
, H. S.
Duan
, H. H.
Wang
, Y. S.
Liu
, G.
Li
, and Y.
Yang
, J. Am. Chem. Soc.
136
(2
), 622
(2014
).6.
C. H.
Chiang
, Z. L.
Tseng
, and C. G.
Wu
, J. Mater. Chem. A
2
(38
), 15897
(2014
);C. G.
Wu
, C. H.
Chiang
, Z. L.
Tseng
, M. K.
Nazeeruddin
, A.
Hagfeldt
, and M.
Gratzel
, Energy Environ. Sci.
8
(9
), 2725
(2015
).7.
M. Z.
Liu
, M. B.
Johnston
, and H. J.
Snaith
, Nature
501
(7467
), 395
(2013
).8.
W. S.
Yang
, J. H.
Noh
, N. J.
Jeon
, Y. C.
Kim
, S.
Ryu
, J.
Seo
, and S. I.
Seok
, Science
348
(6240
), 1234
(2015
);
[PubMed]
N. J.
Jeon
, H. G.
Lee
, Y. C.
Kim
, J.
Seo
, J. H.
Noh
, J.
Lee
, and S. I.
Seok
, J. Am. Chem. Soc.
136
(22
), 7837
(2014
).
[PubMed]
9.
J. H.
Im
, H. S.
Kim
, and N. G.
Park
, APL Mater.
2
(8
), 081510
(2014
).10.
A. H.
Ip
, L. N.
Quan
, M. M.
Adachi
, J. J.
McDowell
, J. X.
Xu
, D. H.
Kim
, and E. H.
Sargent
, Appl. Phys. Lett.
106
(14
), 143902
(2015
);H. S.
Ko
, J. W.
Lee
, and N. G.
Park
, J. Mater. Chem. A
3
(16
), 8808
(2015
).11.
H.
Zhang
, J.
Mao
, H.
He
, D.
Zhang
, H. L.
Zhu
, F.
Xie
, K. S.
Wong
, M.
Grätzel
, and W. C. H.
Choy
, Adv. Energy Mater.
5
(23
), 1501354
(2015
).12.
T.
Liu
, Q.
Hu
, J.
Wu
, K.
Chen
, L.
Zhao
, F.
Liu
, C.
Wang
, H.
Lu
, S.
Jia
, T.
Russell
, R.
Zhu
, and Q.
Gong
, Adv. Energy Mater.
6
(3
), 1501890
(2016
).13.
D. Q.
Bi
, S. J.
Moon
, L.
Haggman
, G.
Boschloo
, L.
Yang
, E. M. J.
Johansson
, M. K.
Nazeeruddin
, M.
Gratzel
, and A.
Hagfeldt
, RSC Adv.
3
(41
), 18762
(2013
);D. Q.
Bi
, A. M.
El-Zohry
, A.
Hagfeldt
, and G.
Boschloo
, ACS Photonics
2
(5
), 589
(2015
);J. J.
Shi
, Y. H.
Luo
, H. Y.
Wei
, J. H.
Luo
, J.
Dong
, S. T.
Lv
, J. Y.
Xiao
, Y. Z.
Xu
, L. F.
Zhu
, X.
Xu
, H. J.
Wu
, D. M.
Li
, and Q. B.
Meng
, ACS Appl. Mater. Inter.
6
(12
), 9711
(2014
).14.
Y. Z.
Wu
, A.
Islam
, X. D.
Yang
, C. J.
Qin
, J.
Liu
, K.
Zhang
, W. Q.
Peng
, and L. Y.
Han
, Energy Environ. Sci.
7
(9
), 2934
(2014
).15.
R.
Dong
, Y. J.
Fang
, J.
Chae
, J.
Dai
, Z. G.
Xiao
, Q. F.
Dong
, Y. B.
Yuan
, A.
Centrone
, X. C.
Zeng
, and J. S.
Huang
, Adv. Mater.
27
(11
), 1912
(2015
).16.
Y. T.
Shi
, X. Y.
Wang
, H.
Zhang
, B.
Li
, H. L.
Lu
, T. L.
Ma
, and C.
Hao
, J. Mater. Chem. A
3
(44
), 22191
(2015
).17.
C. Y.
Yi
, X.
Li
, J. S.
Luo
, S. M.
Zakeeruddin
, and M.
Gratzel
, Adv. Mater.
28
(15
), 2964
(2016
).18.
J.
Wei
, H.
Li
, Y.
Zhao
, W.
Zhou
, R.
Fu
, Y.
Leprince-Wang
, D.
Yu
, and Q.
Zhao
, Nano Energy
26
, 139
(2016
);D.
Bi
, C.
Yi
, J.
Luo
, J.-D.
Décoppet
, F.
Zhang
, S. M.
Zakeeruddin
, X.
Li
, A.
Hagfeldt
, and M.
Grätzel
, Nat. Energy
1
(10
), 16142
(2016
).19.
T.
Sakurai
, K.
Taguchi
, M. M.
Islam
, S.
Ishizuka
, A.
Yamada
, K.
Matsubara
, S.
Niki
, and K.
Akimoto
, Jpn. J. Appl. Phys.
50
(5
), 05FC01
(2011
).20.
F.
Zhang
, C. Y.
Yi
, P.
Wei
, X. D.
Bi
, J. S.
Luo
, G.
Jacopin
, S. R.
Wang
, X. G.
Li
, Y.
Xiao
, S. M.
Zakeeruddin
, and M.
Gratzel
, Adv. Energy Mater.
6
(14
), 1600401
(2016
).21.
L. K.
Huang
, Z. Y.
Hu
, J.
Xu
, K.
Zhang
, J.
Zhang
, and Y. J.
Zhu
, Sol. Energy Mater. Sol. Cells
141
, 377
(2015
).22.
V.
Gonzalez-Pedro
, E. J.
Juarez-Perez
, W. S.
Arsyad
, E. M.
Barea
, F.
Fabregat-Santiago
, I.
Mora-Sero
, and J.
Bisquert
, Nano Lett.
14
(2
), 888
(2014
).23.
R.
Trevisan
, M.
Dobbelin
, P. P.
Boix
, E. M.
Barea
, R.
Tena-Zaera
, I.
Mora-Sero
, and J.
Bisquert
, Adv. Energy Mater.
1
(5
), 781
(2011
).24.
See https://www.nrel.gov/pv/assets/images/efficiency-chart.png for a chart of best research-cell efficiencies provided by NREL.
© 2017 Author(s).
2017
Author(s)
You do not currently have access to this content.