混合阳离子钙钛矿太阳能电池光电机理的研究
发布时间：2021-12-23 08:11
掺杂改性对钙钛矿晶体结构演化以及薄膜的光吸收性能有很大影响,并直接决定了钙钛矿太阳能电池的性能。采用一步溶液法制备了钙钛矿太阳能电池器件,分别研究了阳离子掺杂对钙钛矿晶体结构、晶体缺陷与器件光电性能的影响。研究表明,甲脒基（FA）及Cs离子掺杂改善了钙钛矿的成膜性以及薄膜的表面形貌。同时,阳离子掺杂有效降低了钙钛矿晶体的缺陷密度,这源于FA及Cs离子的取代掺杂有效促进了钙钛矿相的形成,避免了二次相的产生,并因此改善了钙钛矿薄膜表面形貌。器件的光电转化效率由10.29%提升至12.49%。
【文章来源】：电子元件与材料. 2020,39(07)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
MAPbI3与(FA0.83MA0.17)0.95Cs0.05PbI3的
首先,对清洗后的ITO玻璃用紫外臭氧清洗机处理20 min,置于清洁干燥的容器里备用。钙钛矿前驱体标准溶液由摩尔比为1∶1的CH3NH3I(辽宁,优选商贸,99.99%)和PbI2(辽宁,优选商贸,99.5%),溶解在体积比为4∶1的二甲基甲酰胺(Dimethylformamide,DMF)和二甲基亚砜(Dimethyl-sulfoxide,DMSO)的混合溶剂中,在60 ℃温度下搅拌10 h得到淡黄色透明的钙钛矿前驱体溶液。将72.3 mg的Spiro-OMeTAD粉末(辽宁,优选商贸,99.8%)溶于1 mL氯苯溶液(Sigma,99.9%)中,室温下搅拌90 min至澄清后,分别间隔时间添加28.8 μL的tBP、22 μL浓度为520 mg/mL的Li-TFSI乙腈溶液和22 μL浓度为300 mg/mL的Co(III)-TFSI(FK209)乙腈溶液,得到空穴传输层Spiro-OMeTAD前驱体溶液。将SnCl2·2H2O(Sigma,99.9%)溶于乙醇中配制0.1 mol/L的SnCl2乙醇溶液,搅拌0.5 h使其充分水解为SnO2醇溶液,取40 μL的SnO2溶液滴于准备好的ITO玻璃上,在手套箱外的旋涂仪上以3500 r/min旋涂30 s,置于恒温加热台上100 ℃退火10 min,180 ℃退火60 min后自然降温。制备钙钛矿光吸收层的方法如下:取制备好的钙钛矿前驱液40 μL均匀滴加至ITO/SnO2基底上,使前驱液铺满整个表面,先用500 r/min低速旋转5 s,再用4800 r/min高速旋转30 s,在高速旋转阶段第9 s滴加反溶剂乙酸乙酯(Ethyl Acetate,EA)300 μL,然后在75 ℃退火10 min,在105 ℃退火10 min。一步溶液法制备钙钛矿光吸收层示意图如图1所示,滴加前驱体溶液并在旋转过程中滴加反溶剂,旋涂结束后在加热台上退火,以充分去除残余的溶剂和中间反应物[11]。取配置好的Spiro-OMeTAD前驱体溶液,充分氧化,在室温下搅拌6 h以上,氧化处理30 s,超声分散处理25 min,从而使溶液氧化彻底,溶解均匀。取30 μL上述Spiro-OMeTAD前驱体溶液滴满整个钙钛矿层薄膜,用3000 r/min转速旋涂30 s。将涂覆好空穴传输层的基底放入真空镀膜仪中(成都兴南科技,ZZS-500),将高纯银颗粒放入镀膜机的钼舟内。在真空蒸发镀膜仪压强低于1.0×10-3 Pa后,以低蒸发速率蒸镀100 nm的银。封装后器件截面示意图如图2所示。
取配置好的Spiro-OMeTAD前驱体溶液,充分氧化,在室温下搅拌6 h以上,氧化处理30 s,超声分散处理25 min,从而使溶液氧化彻底,溶解均匀。取30 μL上述Spiro-OMeTAD前驱体溶液滴满整个钙钛矿层薄膜,用3000 r/min转速旋涂30 s。将涂覆好空穴传输层的基底放入真空镀膜仪中(成都兴南科技,ZZS-500),将高纯银颗粒放入镀膜机的钼舟内。在真空蒸发镀膜仪压强低于1.0×10-3 Pa后,以低蒸发速率蒸镀100 nm的银。封装后器件截面示意图如图2所示。1.2 测试与表征
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fe2O3基钙钛矿太阳能电池的环境稳定性研究[J]. 李佳起,刘涛,赵强,何泓材. 电子元件与材料. 2019(08)
[2]添加剂对钙钛矿太阳能电池性能的影响[J]. 储乐平,赵晓磊,杨利营,印寿根. 天津工业大学学报. 2019(02)
[3]有机金属卤化物钙钛矿薄膜中的光诱导载流子动力学和动态带重整效应[J]. 赵婉莹,库治良,金钻明,刘伟民,林贤,戴晔,阎晓娜,马国宏,姚建铨. 物理学报. 2019(01)
[4]一步溶液法制备FA0.95Cs0.05PbI3-xClx钙钛矿太阳电池[J]. 魏清渤,乔雨佳,周盼,窦生艳. 功能材料. 2018(09)
本文编号：3548118
【文章来源】：电子元件与材料. 2020,39(07)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
MAPbI3与(FA0.83MA0.17)0.95Cs0.05PbI3的
首先,对清洗后的ITO玻璃用紫外臭氧清洗机处理20 min,置于清洁干燥的容器里备用。钙钛矿前驱体标准溶液由摩尔比为1∶1的CH3NH3I(辽宁,优选商贸,99.99%)和PbI2(辽宁,优选商贸,99.5%),溶解在体积比为4∶1的二甲基甲酰胺(Dimethylformamide,DMF)和二甲基亚砜(Dimethyl-sulfoxide,DMSO)的混合溶剂中,在60 ℃温度下搅拌10 h得到淡黄色透明的钙钛矿前驱体溶液。将72.3 mg的Spiro-OMeTAD粉末(辽宁,优选商贸,99.8%)溶于1 mL氯苯溶液(Sigma,99.9%)中,室温下搅拌90 min至澄清后,分别间隔时间添加28.8 μL的tBP、22 μL浓度为520 mg/mL的Li-TFSI乙腈溶液和22 μL浓度为300 mg/mL的Co(III)-TFSI(FK209)乙腈溶液,得到空穴传输层Spiro-OMeTAD前驱体溶液。将SnCl2·2H2O(Sigma,99.9%)溶于乙醇中配制0.1 mol/L的SnCl2乙醇溶液,搅拌0.5 h使其充分水解为SnO2醇溶液,取40 μL的SnO2溶液滴于准备好的ITO玻璃上,在手套箱外的旋涂仪上以3500 r/min旋涂30 s,置于恒温加热台上100 ℃退火10 min,180 ℃退火60 min后自然降温。制备钙钛矿光吸收层的方法如下:取制备好的钙钛矿前驱液40 μL均匀滴加至ITO/SnO2基底上,使前驱液铺满整个表面,先用500 r/min低速旋转5 s,再用4800 r/min高速旋转30 s,在高速旋转阶段第9 s滴加反溶剂乙酸乙酯(Ethyl Acetate,EA)300 μL,然后在75 ℃退火10 min,在105 ℃退火10 min。一步溶液法制备钙钛矿光吸收层示意图如图1所示,滴加前驱体溶液并在旋转过程中滴加反溶剂,旋涂结束后在加热台上退火,以充分去除残余的溶剂和中间反应物[11]。取配置好的Spiro-OMeTAD前驱体溶液,充分氧化,在室温下搅拌6 h以上,氧化处理30 s,超声分散处理25 min,从而使溶液氧化彻底,溶解均匀。取30 μL上述Spiro-OMeTAD前驱体溶液滴满整个钙钛矿层薄膜,用3000 r/min转速旋涂30 s。将涂覆好空穴传输层的基底放入真空镀膜仪中(成都兴南科技,ZZS-500),将高纯银颗粒放入镀膜机的钼舟内。在真空蒸发镀膜仪压强低于1.0×10-3 Pa后,以低蒸发速率蒸镀100 nm的银。封装后器件截面示意图如图2所示。
取配置好的Spiro-OMeTAD前驱体溶液,充分氧化,在室温下搅拌6 h以上,氧化处理30 s,超声分散处理25 min,从而使溶液氧化彻底,溶解均匀。取30 μL上述Spiro-OMeTAD前驱体溶液滴满整个钙钛矿层薄膜,用3000 r/min转速旋涂30 s。将涂覆好空穴传输层的基底放入真空镀膜仪中(成都兴南科技,ZZS-500),将高纯银颗粒放入镀膜机的钼舟内。在真空蒸发镀膜仪压强低于1.0×10-3 Pa后,以低蒸发速率蒸镀100 nm的银。封装后器件截面示意图如图2所示。1.2 测试与表征
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fe2O3基钙钛矿太阳能电池的环境稳定性研究[J]. 李佳起,刘涛,赵强,何泓材. 电子元件与材料. 2019(08)
[2]添加剂对钙钛矿太阳能电池性能的影响[J]. 储乐平,赵晓磊,杨利营,印寿根. 天津工业大学学报. 2019(02)
[3]有机金属卤化物钙钛矿薄膜中的光诱导载流子动力学和动态带重整效应[J]. 赵婉莹,库治良,金钻明,刘伟民,林贤,戴晔,阎晓娜,马国宏,姚建铨. 物理学报. 2019(01)
[4]一步溶液法制备FA0.95Cs0.05PbI3-xClx钙钛矿太阳电池[J]. 魏清渤,乔雨佳,周盼,窦生艳. 功能材料. 2018(09)
本文编号：3548118
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3548118.html
