基于钙钛矿电池在紫外光照下的性能优化及研究

发布时间：2022-01-11 03:52

　　有机无机杂化钙钛矿材料由于其具有消光系数高、载流子扩散长度长、能带可控、合成简易、成本低等独特优势,使得应用这种新型吸光材料的钙钛矿基太阳能电池（PSC）得到了科研人员的广泛关注,其光电转换效率（PCE）达到了23.7%。目前,所有经第三方验证的高效率PSC均采用TiO₂为致密层或纳米多孔载体层。大量研究表明太阳光的紫外成分会使这类PSC中钙钛矿材料发生分解,导致PSC的光稳定性降低。然而,目前也有研究指出一定强度紫外照射下的PSC某一光伏性能会提高,但电池最关键的PCE仍然没有得到改善。为了解决上述问题,本文提出了一种新的紫外诱导策略来提升碳基钙钛矿电池的性能:通过低强度紫外光照射碳基钙钛矿电池,在钙钛矿薄膜的晶界处诱导产生PbI₂,形成一个晶界钝化的钙钛矿薄膜。电镜照片和XRD测试表明低强度紫外照射在钙钛矿薄膜晶界处诱导产生了PbI₂,利用开尔文扫描探针（SKPM）拉曼光谱来测试低强度紫外照射后钙钛矿膜表面电势和元素变化,进一步证明了在钙钛矿膜表面也形成了PbI₂。通过对钙钛矿膜进行稳态荧光和时... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)上海市

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

（a）n-i-p构型和（b）p-i-n构型PSCs的能带结构示意图，（c）介观n-i-p，（d）平板n-i-p和（e）平板p-i-n构型PSCs的器件结构

报道效率提高到了 9.7%7。Nazeeruddin 等开发了一种新型的层状夹图 1.2），其中的介孔层采用的是三维纳米复合材料，光活性层钙钛bI3，聚合物材料作为 HTMs，电池的效率达到了 12%24。Seok 等人采构并将效率进一步提高到了12.3%，不同的是用CH3NH3PbI3-xBrx替换性钙钛矿层9。然而，Lee 等人报道使用 Al2O3替代 TiO2作为介孔层集速度，电子在 Al2O3中的扩散速度也要比 TiO2更快25。Snaith 等结薄膜太阳能电池，在介孔层的顶部沉积了一层厚厚的光活性钙钛O/c-TiO2/m-Al2O3/MAPbI3-xClx/spiro-OMETAD/Ag 钙钛矿电池的效率纳米 ZnO2是 PSC 中 m-TiO2的可行 n 型替代介孔材料，它具有比移率，并且在 25oC 的低温下还具有约 3.37 eV 的带隙。Mahmood备了一层厚约 440 nm 的 ZnO 薄膜，组装的电池效率达到了 10.8%中掺杂 Al 时，电池器件的效率提高至 12%27。

第一章 绪论-31。对于平板型 PSC 而言，电池中的每一层结构都对器件的光32。目前，研究者们已采用多种策略来优化改善 p-i-n 平板型调控钙钛矿晶体33，设计新的钙钛矿材料组分34，钙钛矿薄膜子传输层的改性36。一般地，HEL（PEOT）是制备在透明的的表面形貌，从而调节光活性钙钛矿层和电极之间的能级结构入绝缘材料（PSS）以限制 HEL 内的电荷传输，抑制电荷-载.3）37。


本文编号：3582032